[发明专利]多频点单换能器声呐水深测量系统测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及水底测绘领域，具体涉及到多频点单换能器声呐水深测量系统 及测量方法。

背景技术

目前的测深仪绝大部分使用的是电感电容组成震荡电路的发射频率，还 有一部分是使用MCU模拟发射频率，这些频率经过功率放大以后传输给固定 频点的换能器，其精度和稳定度不够精确，产品的特性也不一致。接收回波 的电路则是根据发射电路的震荡频率而设计，电路的通带特性为带通滤波， 通过的频带较窄，电路的增益调节多数是以可变增益放大器或者运放、模拟 开关和电阻阵列配合组成；检波电路则是使用二极管单边检波电路，检波后 的电路再由微处理器或者数模转换器采样量化。国内产品的多个频点的测深 仪中，绝大部分都是双频测深仪，产品的应用与大比例尺成图测量时，工作 效率及其低下。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供了多频点单换能器声呐水 深测量系统及测量方法，极大的提高了测深仪的探测精度。

本发明的技术方案为，多频点单换能器声呐水深测量系统，包括声波发 射模块、换能器和接收模块，所述换能器分别与所述声波发射模块和接收模 块相连；所述声波发射模块包括依次相连的数字信号处理器、频率合成器、 发射驱动电路和通道切换电路，所述接收模块包括依次相连的前级运算放大 器、压控增益放大器、双边检波器和抗混叠滤波器。

上述的测量系统，其中，所述声波发射模块还包括升压模块和发射功率 控制模块，所述发射功率控制模块分别与所述升压模块、数字信号处理器和 通道切换电路相连。

上述的测量系统，其中，所述换能器与所述前级运算放大器之间设有低 通滤波器。

上述的测量系统，其中，所述发射功率控制模块为低压大功率发射控制 模块。

上述的测量系统，其中，所述通道切换电路设有光耦继电器。

上述的测量系统，其中，所述数字信号处理器连接有一上位机。

本发明的另一面，多频点单换能器声呐水深测量方法，包括以下步骤：

接收指令并进行频率的合成；

将电压进行转换并将电能储存在电容中；

换能器接收合成的频率信息和电容中的电能并将电能转换为声波向水里 发射出去；

换能器接收水底返回的回波信号并将不必要的频率滤除，筛选出可用信 号；

通过接收模块对所述可用信号进行采集并处理；

将处理后的信号发送到数字信号处理器并完成水深的测量。

上述的测量方法，其中，所述接收指令并进行频率的合成的步骤包括：

通过频率合成器接收数字信号处理器的指令并进行频率的合成；

将合成的频率传递到发射驱动电路并驱动通道切换电路工作。

上述的测量方法，其中，所述换能器接收水底返回的回波信号并将不必 要的频率滤除，筛选出可用信号的步骤中，通过低通滤波器将不必要的频率 滤除并将剩下的信号传给前级运算放大器进行初步放大。

上述的测量方法，其中，所述通过接收模块对所述可用信号进行采集并 处理的步骤中：通过数字信号处理器和压控增益放大器对可用信号进行采集 并处理。

本发明提供的多频点单换能器声呐水深测量系统，包括声波发射模块、 换能器和接收模块，所述换能器分别与所述声波发射模块和接收模块相连； 所述声波发射模块包括依次相连的数字信号处理器、频率合成器、发射驱动 电路和通道切换电路，所述接收模块包括依次相连的前级运算放大器、压控 增益放大器、双边检波器和抗混叠滤波器，本发明提供的系统对频率产生的 回波接收灵敏度高，而且有很强的信号处理能力，从而极大的提高了测深仪 的探测深度及精度。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其 特征、外形和优点将会变得更明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部 分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明提供的多频点单换能器声呐水深测量系统的示意图。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的 理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个 或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆， 对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。