[发明专利]一种超声波侧扫式船舶吃水量检测系统及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种船舶吃水量的检测系统与方法，特别是一种超声波侧扫式船舶吃水量检测系统及其检测方法。

背景技术

目前，内河航运运量逐年增加，船舶的载重量也在不断增加，船舶的吃水深度也越来越深，导致航运事故常有发生。为了保证航道安全和通航效率，必须进行船舶吃水量测量。现有的船舶吃水检测方法主要有：

1、图像识别法；

2、多波束超声波测定法；

3、侧声纳测定法；

4、单波束阵列法。

上述方法中，方法1主要依赖船舶自身水尺的准确性；方法2由于多波束超声波传感器的价格较高，因此检测系统成本较高；方法3测量精度不够高；方法4安装较为复杂。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要提出一种安装方便、成本低且可以测量出准确吃水量的超声波侧扫式船舶吃水量检测系统及其检测方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种超声波侧扫式船舶吃水量检测系统，包括超声波发射阵列、超声波接收阵列、竖直测距模块、吃水检测处理单元和报警显示模块，所述的超声波接收阵列、竖直测距模块和报警显示模块分别通过有线传输方式与吃水检测处理单元连接。

所述的超声波发射阵列由安装成一列的n个超声波发射传感器构成，所述的超声波接收阵列由安装成一列的n个超声波接收传感器构成，所述的n大于2。超声波接收传感器的个数和水平位置与超声波发射阵列中的超声波发射传感器的个数和水平位置相对应。

所述的竖直测距模块用于测量竖直测距模块安装点距水面的距离。

所述的吃水检测处理单元通过超声波接收阵列测得的数据计算得出待测船舶的吃水量。

一种超声波侧扫式船舶吃水量检测系统的工作方法，包括以下步骤：

A、安装超声波发射阵列和超声波接收阵列；

安装方法包括固定安装方法或浮动安装方法，如果是固定安装，转步骤A1；否则转步骤A2：

A1、固定安装：将超声波发射阵列固定安装在航道水下的一侧，在航道的另一侧与超声波发射阵列相对应的位置安装超声波接收阵列，使超声波接收阵列中的超声波接收传感器{A₁，A₂,….,A_n}与超声波发射阵列中的超声波发射传感器{B₁，B₂,….,B_n}的位置一一对应，保证超声波发射传感器与超声波接收传感器在同一水平面。转步骤B

A2、浮动安装：将超声波发射阵列和超声波接收阵列安装在航道两侧的浮动箱上，超声波发射阵列和超声波接收阵列分别随水位变化而变化，即每个超声波发射传感器距水面的距离{d₁，d₂，….，d_n}为固定值。转步骤C。

B、计算超声波传感器距竖直测距模块的距离；

通过竖直测距模块测量水面距竖直测距模块的距离U，并根据已知的超声波发射阵列中每个超声波发射传感器距竖直测距模块的距离，通过计算得出每个超声波发射传感器距水面的距离{d₁，d₂，….，d_n}。

C、超声波发射阵列周期性分时发射超声波脉冲

超声波发射阵列每隔时间ΔT工作一次，工作时，每隔固定时间Δt依次使超声波发射传感器{A₁，A₂,….,A_n}发射超声波，每个超声波发射传感器的工作时间为t。间隔时间ΔT和超声波发射阵列的工作时间n*t+Δt构成一个周期T，实现超声波发射阵列中的超声波发射传感器分时发射超声波。

D、采集超声波接收阵列的信号