[发明专利]一种仰扫式船舶吃水检测系统的挠度补偿方法

摘要

本发明公开了一种仰扫式船舶吃水检测系统的挠度补偿方法，所述的检测系统包括超声波传感器阵列、自动升降模块、水下压力传感器模块、显示模块、数据采集传输模块和数据处理模块；所述的挠度补偿方法，包括以下步骤：构建自动升降模块；构建超声波传感器阵列；构建水下压力传感器模块；数据处理模块进行分析计算；显示模块显示计算结果。超声波传感器阵列安装在钢性结构的检测门支架上，由于重力作用的影响，检测门中间部分可能有一定程度的下沉。本发明利用挠度补偿算法，充分考虑了检测门的挠度影响，对检测吃水深度误差进行补偿处理，使数据更加清晰简单，大大提高了测量精度。本发明提高了整个吃水检测系统的稳定性，并有利于日后使用的维护。

主权项

一种仰扫式船舶吃水检测系统的挠度补偿方法，所述的检测系统包括超声波传感器阵列(2)、自动升降模块(1)、水下压力传感器模块(3)、显示模块(5)、数据采集传输模块(8)和数据处理模块(4)，所述的超声波传感器阵列(2)安装于检测门(7)上，用于测量检测门(7)与被测船舶(6)的距离；所述的自动升降模块(1)为安装在航道两侧岸上的自动升降机，用来调节检测门(7)在水中的位置；所述的水下压力传感器模块(3)是安装在检测门(7)上的压力传感器，用来实时监测水位变化；所述的显示模块(5)是提供相应的人际交互界面，方便在离检测位置较远地方的工作人员观看被测船舶(6)实时吃水情况；所述的数据处理模块(4)通过数据线与数据采集传输模块(8)连接，用来将超声波传感器阵列(2)和水下压力传感器模块(3)传输来的数据进行处理，计算出被测船舶(6)吃水深度；其特征在于：所述的挠度补偿方法，包括以下步骤：A、构建自动升降模块(1)；将自动升降机安装在航道两侧的岸上，构成自动升降模块(1)；将自动升降机与检测门(7)用缆绳相连在一起，根据水位变化通过自动升降机调节检测门(7)在水中的位置；B、构建超声波传感器阵列(2)；在检测门(7)上安装M个面向水面的超声波传感器，构成超声波传感器阵列(2)，设相邻两个超声波传感器之间的距离为N，则第i个超声波传感器与检测门(7)最左端位置的距离为：Si＝N(i‑1) i＝1、2、…、M检测门(7)总长度为S＝(M‑1)NC、构建水下压力传感器模块(3)；在检测门(7)上同时安装P个压力传感器，设相邻两个压力传感器之间的距离为Q，则第j个压力传感器与检测门(7)最左端位置的距离为Xj＝Q(j‑1) j＝1、2、…、P且N＜Q＜2N即满足对检测门(7)姿态的测量要求，在检测门(7)不发生挠度变化的情况下，设第j个压力传感器测得的距离水面深度值为Hj，则构成的数组为{H1,H2,H3,.....HP}；在检测门(7)发生挠度变化之后和有船舶(6)通过的情况下，设压力传感器测得的距离水面深度值为dj，构成的数组为{d1,d2,d3,....dp}，设Δdj为压力传感器扰度补偿值，则Δdj＝dj‑HjD、数据处理模块(4)进行分析计算；由于受水面波动及其他因素的影响，检测门(7)会发生一定的倾斜；先在检测门(7)没有产生挠度情况下，根据水下压力传感器的测量数据，通过数据处理模块(4)计算出第i个超声波传感器到水面的距离为hi；检测门(7)发生挠度变化时，由于超声波传感器阵列(2)是实时采集数据，所以当有船舶(6)通过时，根据水下压力传感器测量，通过数据处理模块(4)计算出超声波传感器到船舶(6)底部的实际距离为Di；由于相邻两个超声波传感器之间的距离为N，相邻两个压力传感器之间的距离为Q，则距离比值为N/P，根据相似三角形原理，通过数据处理模块(4)计算出第i个超声波传感器的检测门(7)挠度补偿值ΔSi，则最后，计算出船舶(6)实际吃水深度值Gi为：Gi＝ΔSi+hi‑DiE、显示模块(5)显示计算结果；显示模块(5)通过人机交互界面，显示实时吃水计算结果，给工作人员和检查人员带来更方便的监测。