基于超聲系統(tǒng)的船舶超載實(shí)時(shí)檢測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種船舶超載實(shí)時(shí)檢測設(shè)備，尤其涉及一種基于超聲系統(tǒng)的船舶超載實(shí)時(shí)檢測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，運(yùn)輸安全以成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)，內(nèi)河船舶運(yùn)輸問題受到了各級(jí)管理部門的重視。船舶超載不僅擾亂水運(yùn)市場的秩序，進(jìn)一步會(huì)促使勞動(dòng)力過剩，不僅不利于合法競爭，而且對(duì)廣大船員的人身財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅。傳統(tǒng)的測量方法主要是以測量船舶各處實(shí)際吃水，取平均值或是采用水尺測量的方法，這兩種方法的工作量都比較大，不僅浪費(fèi)人力物力，而且測量結(jié)果還存在很大的誤差。近年來一些陸續(xù)的測量船舶超載的研究方法，雖然可以對(duì)傳統(tǒng)的測量方法進(jìn)行了一些改進(jìn)，但是成本比較高，測量的結(jié)果仍然達(dá)不到十分的準(zhǔn)確，加上只能采用抽樣調(diào)查，不能對(duì)每一艘船舶都進(jìn)行精確的測量，為內(nèi)河船舶監(jiān)測的工作人員帶來了很大的不便。因此需要一種不僅可以遠(yuǎn)程監(jiān)測而且可以實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的測出船舶吃水情況的船舶超載檢測系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明針對(duì)傳統(tǒng)測量方法測量誤差大，實(shí)時(shí)性不強(qiáng)等不足之處。利用超聲波能量聚集度高、穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)，提出了一種根據(jù)超聲波測距的原理，將超聲波傳感器系統(tǒng)安裝在測量區(qū)水域底部，對(duì)經(jīng)過測量區(qū)的船舶底部拖泥進(jìn)行實(shí)時(shí)性檢測，并實(shí)時(shí)的計(jì)算并顯示出船舶吃水深度的船舶超載實(shí)時(shí)檢測系統(tǒng)。利用超聲波對(duì)船舶最低點(diǎn)拖泥吃水深度進(jìn)行檢測的方法，可以極大的提高了測量的準(zhǔn)確性。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案包括有:
本發(fā)明包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊和測深儀數(shù)據(jù)處理模塊。所述繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊、測深儀數(shù)據(jù)處理模塊都安裝在儀器箱中。所述超聲波傳感器探頭組模塊連接繼電器控制模塊。所述繼電器控制模塊一端連接超聲波傳感器探頭組模塊，另外一端連接數(shù)據(jù)采集卡控制模塊。計(jì)算機(jī)向數(shù)據(jù)采集卡控制模塊發(fā)送控制指令后，數(shù)據(jù)采集卡模塊針對(duì)相應(yīng)的控制指令對(duì)繼電器模塊發(fā)送控制指令。所述數(shù)據(jù)采集卡控制模塊包括USB6008數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡控制模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊。所述測深儀數(shù)據(jù)處理模塊包括測深儀開發(fā)板，測深儀數(shù)據(jù)處理模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數(shù)據(jù)分批傳送到測深儀開發(fā)板上顯示，測深儀開發(fā)板測量之后的結(jié)果再傳到計(jì)算機(jī)顯示模塊中進(jìn)行顯不O
[0005]所述的超聲波傳感器探測組放置于測量區(qū)底部，向上不斷發(fā)射超聲波，當(dāng)船舶底部拖泥經(jīng)過超聲波傳感器探頭組上空時(shí)，向上發(fā)射的超聲波被船底拖泥反射回來，超聲波傳感器探頭組將拖泥反射回的數(shù)據(jù)信號(hào)接收之后，通過繼電器組的控制，采用輪循的方式上傳到測深儀開發(fā)板中，最后測深儀開發(fā)板將測量的數(shù)據(jù)采用多線程并行的方式實(shí)時(shí)上傳到上位機(jī)軟件中，上位機(jī)軟件顯示出船舶的吃水深度，并判斷出船舶的超載情況。
[0006]本發(fā)明的有益效果:利用超聲波檢測船底拖泥的方法，提高了測量船舶吃水深度的準(zhǔn)確性。同時(shí)利用超聲波傳感器組檢測到的船舶底部的吃水深度值，實(shí)時(shí)的繪制出船舶底部的吃水深度曲線，利用檢測船舶的吃水深度曲線情況，來判斷出船舶的超載情況。本發(fā)明提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性的同時(shí)，也提高了工作人員的工作效率，節(jié)約了檢測成本。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明的框架流程圖；
圖2是本發(fā)明的儀器箱內(nèi)部器件簡圖；
圖3是本發(fā)明的超聲波檢測模塊的超聲波傳感器探頭簡圖；
圖4是本發(fā)明的儀器箱外部簡圖；
圖5是本發(fā)明超聲波傳感器探頭組放置示意簡圖；
I.開關(guān)電源，2.USB6008數(shù)據(jù)采集卡，3.繼電器，4.電腦主板，5.液晶屏驅(qū)動(dòng)板，6.超聲波傳感器探頭，7.外接超聲波傳感器探頭接口，8.測深儀開發(fā)板。
【具體實(shí)施方式】
[0008]以下結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0009]如圖1至圖4所示，本發(fā)明包括:超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊、測深儀數(shù)據(jù)處理模塊。所述繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊、測深儀數(shù)據(jù)處理模塊都安裝在儀器箱中，該儀器箱內(nèi)置有開關(guān)電源I。所述超聲波傳感器探頭組模塊連接繼電器控制模塊，超聲波傳感器探頭組安裝在測量區(qū)底部。所述繼電器控制模塊一端連接超聲波傳感器探頭組模塊，另外一端連接數(shù)據(jù)采集卡控制模塊。計(jì)算機(jī)向數(shù)據(jù)采集卡控制模塊發(fā)送控制指令后，數(shù)據(jù)采集卡模塊針對(duì)相應(yīng)的控制指令對(duì)繼電器模塊發(fā)送控制指令。所述數(shù)據(jù)采集卡控制模塊包括USB6008數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡控制模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊。所述測深儀數(shù)據(jù)處理模塊包括測深儀開發(fā)板，測深儀數(shù)據(jù)處理模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數(shù)據(jù)分批傳送到測深儀開發(fā)板上顯示，測深儀開發(fā)板測量之后的結(jié)果再傳到計(jì)算機(jī)顯示模塊中進(jìn)行顯示。
[0010]計(jì)算機(jī)中裝有LabVIEW開發(fā)的軟件，其串口初始化、數(shù)據(jù)采集處理、圖像顯示、數(shù)據(jù)采集卡控制;所述串口初始化是配置計(jì)算機(jī)與測深儀開發(fā)板進(jìn)行串口通信的數(shù)據(jù)端口，波特率為4800bit/s，與硬件部分的通信通過VISA函數(shù)的寫入和發(fā)送來進(jìn)行;所述數(shù)據(jù)采集處理是對(duì)測深儀開發(fā)板發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)異常的數(shù)據(jù)和可能出現(xiàn)的亂碼進(jìn)行處理；所述圖像顯示是指對(duì)處理之后的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示，將船舶底部在水下的大致圖像描繪出來;所述數(shù)據(jù)采集卡控制是指通過N1-DAQ向數(shù)據(jù)采集卡發(fā)送控制指令，來控制數(shù)據(jù)采集卡的命令發(fā)送。八路接收數(shù)據(jù)可以多線程并行上傳到上位機(jī)LabVIEW軟件程序中，并同時(shí)進(jìn)行顯不O
[0011]實(shí)施例:超聲波傳感器探頭6組安裝在測量區(qū)的河床上(如圖5示意圖安裝形式所示)，向上無間斷的發(fā)射超聲波信號(hào)，當(dāng)有船舶經(jīng)過超聲波傳感器探頭組上空時(shí)，向上傳輸?shù)某暡ㄐ盘?hào)遇到船舶底部拖泥(船舶尾部用于保護(hù)螺旋漿的一塊長方形鐵塊，是船舶的最低點(diǎn))，被底部拖泥反射回來，被反射回來的超聲波信號(hào)再次被超聲波傳感器探頭接收。超聲波傳感器探頭的輸出端通過外接超聲波傳感器探頭接口 7，與內(nèi)部的繼電器3的常閉端口連接，被接收回的超聲波信號(hào)通過信號(hào)線到達(dá)繼電器。八路超聲波傳感器探頭接收的信號(hào)到達(dá)繼電器后，等待上位機(jī)向繼電器發(fā)送命令，繼電器采用輪循的方式依次選通接收的信號(hào)通道。繼電器的輸出端接在測深儀開發(fā)板8的輸入端上，測深儀開發(fā)板上通過液晶屏驅(qū)動(dòng)板5顯示出水下不同深度探頭接收的信號(hào)強(qiáng)度，并顯示出經(jīng)過船閘的船舶底部離超聲波傳感器探頭的距離。測深儀開發(fā)板對(duì)數(shù)據(jù)處理之后，將船底的深度值實(shí)時(shí)的通過串口通信接口并行傳輸?shù)缴衔粰C(jī)LabVIEW軟件上。經(jīng)過上位機(jī)LabVIEW軟件處理之后，在上位機(jī)上會(huì)實(shí)時(shí)的顯示出正在經(jīng)過船閘的船舶的最大吃水深度，并繪制出此船舶水下部分的簡略曲線圖，便于工作人員進(jìn)行檢測。
[0012]所述繼電器控制的部分是指:上位機(jī)通過N1-MAX軟件對(duì)USB6008數(shù)據(jù)采集卡2發(fā)送指令，USB6008數(shù)據(jù)采集卡的輸入端連接電腦主板4，輸出端連接繼電器，繼電器上有十六路路控制模塊，每兩路控制電路控制一路超聲波傳感器探頭，這樣就實(shí)現(xiàn)的上位機(jī)軟件對(duì)超聲波傳感器探頭組所接收信號(hào)的整體控制。
[0013]以上已對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說明，但本發(fā)明并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明創(chuàng)造精神的前提下還可進(jìn)行種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于超聲系統(tǒng)的船舶超載實(shí)時(shí)檢測設(shè)備，包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊和測深儀數(shù)據(jù)處理模塊;所述繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊、測深儀數(shù)據(jù)處理模塊都安裝在儀器箱中；所述超聲波傳感器探頭組模塊連接繼電器控制模塊;所述繼電器控制模塊一端連接超聲波傳感器探頭組模塊，另外一端連接數(shù)據(jù)采集卡控制模塊;計(jì)算機(jī)向數(shù)據(jù)采集卡控制模塊發(fā)送控制指令后，數(shù)據(jù)采集卡模塊針對(duì)相應(yīng)的控制指令對(duì)繼電器模塊發(fā)送控制指令;所述數(shù)據(jù)采集卡控制模塊包括USB6008數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡控制模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊;所述測深儀數(shù)據(jù)處理模塊包括測深儀開發(fā)板，測深儀數(shù)據(jù)處理模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數(shù)據(jù)分批傳送到測深儀開發(fā)板上顯示，測深儀開發(fā)板測量之后的結(jié)果再傳到計(jì)算機(jī)顯示模塊中進(jìn)行顯示； 所述超聲波傳感器探測組放置于測量區(qū)底部，向上不斷發(fā)射超聲波，當(dāng)船舶底部拖泥經(jīng)過超聲波傳感器探頭組上方時(shí)，向上發(fā)射的超聲波被船底拖泥反射回來，超聲波傳感器探頭組將拖泥反射回的數(shù)據(jù)信號(hào)接收之后，通過繼電器組的控制，采用輪循的方式上傳到測深儀開發(fā)板中，最后測深儀開發(fā)板將測量的數(shù)據(jù)采用多線程并行的方式實(shí)時(shí)上傳到上位機(jī)軟件中，上位機(jī)軟件顯示出船舶的吃水深度，并判斷出船舶的超載情況。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于超聲系統(tǒng)的船舶超載實(shí)時(shí)檢測設(shè)備。本發(fā)明包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊和測深儀數(shù)據(jù)處理模塊。所述繼電器控制模塊、數(shù)據(jù)采集卡控制模塊、測深儀數(shù)據(jù)處理模塊都安裝在儀器箱中。所述超聲波傳感器探頭組模塊連接繼電器控制模塊。所述測深儀數(shù)據(jù)處理模塊包括測深儀開發(fā)板，測深儀數(shù)據(jù)處理模塊連接計(jì)算機(jī)和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數(shù)據(jù)分批傳送到測深儀開發(fā)板上顯示，測深儀開發(fā)板測量之后的結(jié)果再傳到計(jì)算機(jī)顯示模塊中進(jìn)行顯示。本發(fā)明利用超聲波檢測船底拖泥的方法，提高了測量船舶吃水深度的準(zhǔn)確性。
【IPC分類】G01S15/88, B63B39/12
【公開號(hào)】CN105539762
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201511000929
【發(fā)明人】駱懿, 居艷, 姚英彪, 曾嶸, 俞偉, 沈佳輝, 夏高裕, 梅開煌, 金雨鑫
【申請(qǐng)人】杭州電子科技大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日