[其他]靠岸声纳

说明书

本发明属于水声电子设备。

港口轮船靠岸时对码头有一种冲撞力，这种冲撞力可以撞毁码头，引起压船堵港，交通阻塞等严重事故，经济损失十分严重。

目前我国各港口轮船靠岸，对轮船倾斜于码头的角度（即夹角），轮船与码头的距离，轮船的速度等值，都是靠引水员的目测来估计。靠引水员的目测值来引导轮船靠岸，数值不准确、误差大，建码头时需要留出充分的余量来确保安全，但还是保证不了安全，很不经济，很不可靠。

针对这种状况，我们研制了靠岸声纳。

本发明是由接收机1，整形鉴别器2，输入寄存器3，24bit计数器4，“0”距离调整器5，控制门6，換能器7，微型计算机8，电子钟9，发射机11，显示、打印10等部件组成的检测指示装置，其特点是装置内设计安装了微型机接口部件控制门6，输入寄存器3，24bit计数器4配合微型计算机控制整机工作。通过对船舶和码头间距离的实时精确测量，将轮船靠岸时的速度值，距离值和夹角值直接显示、打印出来，为港口船舶靠岸导航。（输入寄存器，24bit计数器，“0”距离调整器，统称距离信息输入器。）。

已有的靠岸声纳（称为速度计），一般由接收机，換能器，比较器（相当于整形，鉴别，判决），存储器（输入寄存器），计数器，距离显示、减法器，八次平均，速度显示等部件组成。这种声纳没有微型机控制整机工作程序和数值计算，数据的可靠性和稳定性不理想。

本发明装备了微型计算机，依靠接口部件与微机配合，控制整机工作，测量、计算。对所取得的数据在微型计算机内进行“最小二乘法平滑处理”。因而具备自动搜索判断、捕捉和跟踪的能力。数值显示稳定、清晰，并有角度显示，数值准确、可靠，精度可达±1%。

本发明的信号检测部分是由接收机1，整形鉴别器2，来完成。接收器中设有60db的时变增益控制器。整形鉴别器中设有幅度鉴别和脉宽鉴别，脉宽鉴别中采用了移位寄存器。测量、运算部分是由输入寄存器3，24bit计数器4，“0”距离调整5，电子钟9，微型计算机8完成。自动搜索、判断、跟踪由门控6，消隐门（搜索门）12，跟踪门14，和微型计算机8完成。

靠岸声纳测量工作原理如图1。使用时，操纵船舷和码头保持平行。这时安装在码头水下的发射換能器7向船体20发射调制脉冲，调制脉冲碰到船体20后反射回来，被水下接收換能器7接收，送入靠岸声纳主机15进行处理，反射回波经检测处理后，计算结果由灯光导航牌14显示出来，引导轮船靠岸。

从发射时刻到回波信号的接收时刻之间的时间以t表示，水中声速以C表示。那么从換能器到船体间的距离L为：

L＝Ct/2

以Ln为第n次测得的距离，L_m+1为第n+1次测得的距离。T为予先设定的发射脉冲的重复周期，那么船速Vn（假设靠岸时速度为正）为Vn＝（Ln-L_m+1）T。

温度对声速的影响极大，当它由0℃变化到30℃时，会造成6.5%的测速误差。在本发明中，声速C根据现场测量的海水温度（数字温度计）代入公式：

C＝1449.2+4.623T-0.0546T²+1.39（S-35）+…+0.017D

式中：T-温度（℃），S-盐度（%），D-深度（米）

由计算机现场计算。只要精确地确定出时间t，就能算出距离L和速度Vn。根据船首和船尾的距离，还能算出舶舷和码头的夹角。