[发明专利]一种仰扫式吃水检测系统及其工作方法

权利要求书

1.一种仰扫式吃水检测系统，其特征在于：包括自动升降浮体模块(12)、水下安装支架模块(8)、超声波传感器模块(2)、水压传感器模块(3)、同步控制模块(1)、超声波数据采集模块(4)、水压数据采集模块(5)、数据处理与显示模块(6)和报警模块(7)；所述的同步控制模块(1)通过同步缓冲电路分别与超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)连接，所述的超声波传感器模块(2)经超声波数据采集模块(4)连接到数据处理与显示模块(6)，所述的水压传感器模块(3)经水压数据采集模块(5)连接到数据处理与显示模块(6)，所述的数据处理与显示模块(6)还与报警模块(7)连接；

所述的自动升降浮体模块(12)由浮体、缆绳和升降机组成，用来调节水下安装支架模块(8)的深度；所述的水下安装支架模块(8)是长度小于航道宽度的不锈钢支架，用来固定超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)；所述的超声波传感器模块(2)是等间隔固定在水下安装支架模块(8)上的超声波传感器阵列；所述的水压传感器模块(3)是固定在水下安装支架模块(8)上的水压传感器；所述的同步控制模块(1)安装在航道岸边，通过同步缓冲电路分别与超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)连接；同步控制模块(1)由可靠时钟发生器和同步缓冲电路组成，用来驱动超声波传感器模块(2)与水压传感器模块(3)同步工作；所述的超声波数据采集模块(4)是一台嵌入式计算机，用来采集超声波传感器模块(2)接收到的超声波信号；所述的水压数据采集模块(5)是另一台嵌入式计算机，与超声波数据采集模块(4)相互独立，用来采集水压传感器模块(3)采集的水压数据；所述的数据处理与显示模块(6)是一台工控机，利用超声波数据采集模块(4)和水压数据采集模块(5)采集到的数据推算并显示船舶(9)具体吃水深度；所述的报警模块(7)用来提示工作人员判断过往船舶(9)是否吃水超限。

2.一种仰扫式吃水检测系统的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、构建自动升降浮体模块(12)

自动升降浮体模块(12)由浮体、缆绳和升降机组成；浮体安置在航道两侧水中，用来固定水下安装支架模块(8)；升降机安置在航道两侧岸上，其通过缆绳与浮体相连，用来调节水下安装支架模块(8)的深度；

B、构建水下安装支架模块(8)

水下安装支架模块(8)是长度小于航道宽度的不锈钢支架，用来固定超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)，其固定在自动升降浮体模块(12)的浮体上，根据实际需求调节下水深度；

C、构建同步控制模块(1)

同步控制模块(1)安装在航道岸边，通过同步缓冲电路分别与超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)连接；同步控制模块(1)由可靠时钟发生器和同步缓冲电路组成；可靠时钟发生器产生驱动超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)工作的使能信号；使能信号分别通过超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)的同步缓冲电路同时驱动超声波传感器模块(2)和水压传感器模块(3)工作；

D、构建超声波数据采集模块(4)

超声波数据采集模块(4)是一台嵌入式计算机；当超声波传感器模块(2)工作时，超声波数据采集模块(4)实时采集超声波信号；

E、构建水压数据采集模块(5)

水压数据采集模块(5)是另一台嵌入式计算机，与超声波数据采集模块(4)相互独立，当水压传感器模块(3)工作时，水压数据采集模块(5)实时采集水压数据；

F、构建数据处理与显示模块(6)

数据处理与显示模块(6)是一台工控机；根据超声波数据采集模块(4)采集得到的数据计算出船舶(9)最低点距水下安装支架模块(8)的距离D_max；利用水压数据采集模块(5)采集到的水压数据计算出水下安装支架模块(8)距水面的距离H；最后推算出船舶(9)的吃水深度为L＝H-D_max；

G、构建报警模块(7)

报警模块(7)根据最后计算出的船舶(9)吃水深度提示工作人员判断过往船舶(9)是否吃水超限。