基于超聲系統的船舶超載實時檢測設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種船舶超載實時檢測設備，尤其涉及一種基于超聲系統的船舶超載實時檢測設備。
【背景技術】
[0002]當前，運輸安全以成為社會關注的熱點，內河船舶運輸問題受到了各級管理部門的重視。船舶超載不僅擾亂水運市場的秩序，進一步會促使勞動力過剩，不僅不利于合法競爭，而且對廣大船員的人身財產安全造成嚴重的威脅。傳統的測量方法主要是以測量船舶各處實際吃水，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，不僅浪費人力物力，而且測量結果還存在很大的誤差。近年來一些陸續的測量船舶超載的研究方法，雖然可以對傳統的測量方法進行了一些改進，但是成本比較高，測量的結果仍然達不到十分的準確，加上只能采用抽樣調查，不能對每一艘船舶都進行精確的測量，為內河船舶監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程監測而且可以實時準確的測出船舶吃水情況的船舶超載檢測系統。
【發明內容】
[0003]本發明針對傳統測量方法測量誤差大，實時性不強等不足之處。利用超聲波能量聚集度高、穿透能力強的特點，提出了一種根據超聲波測距的原理，將超聲波傳感器系統安裝在測量區水域底部，對經過測量區的船舶底部拖泥進行實時性檢測，并實時的計算并顯示出船舶吃水深度的船舶超載實時檢測系統。利用超聲波對船舶最低點拖泥吃水深度進行檢測的方法，可以極大的提高了測量的準確性。
[0004]本發明的技術方案包括有:
本發明包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊和測深儀數據處理模塊。所述繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊、測深儀數據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，另外一端連接數據采集卡控制模塊。計算機向數據采集卡控制模塊發送控制指令后，數據采集卡模塊針對相應的控制指令對繼電器模塊發送控制指令。所述數據采集卡控制模塊包括USB6008數據采集卡，數據采集卡控制模塊連接計算機和繼電器控制模塊。所述測深儀數據處理模塊包括測深儀開發板，測深儀數據處理模塊連接計算機和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數據分批傳送到測深儀開發板上顯示，測深儀開發板測量之后的結果再傳到計算機顯示模塊中進行顯不O
[0005]所述的超聲波傳感器探測組放置于測量區底部，向上不斷發射超聲波，當船舶底部拖泥經過超聲波傳感器探頭組上空時，向上發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據信號接收之后，通過繼電器組的控制，采用輪循的方式上傳到測深儀開發板中，最后測深儀開發板將測量的數據采用多線程并行的方式實時上傳到上位機軟件中，上位機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確性。同時利用超聲波傳感器組檢測到的船舶底部的吃水深度值，實時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。本發明提高了檢測結果的準確性和實時性的同時，也提高了工作人員的工作效率，節約了檢測成本。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明的框架流程圖；
圖2是本發明的儀器箱內部器件簡圖；
圖3是本發明的超聲波檢測模塊的超聲波傳感器探頭簡圖；
圖4是本發明的儀器箱外部簡圖；
圖5是本發明超聲波傳感器探頭組放置示意簡圖；
I.開關電源，2.USB6008數據采集卡，3.繼電器，4.電腦主板，5.液晶屏驅動板，6.超聲波傳感器探頭，7.外接超聲波傳感器探頭接口，8.測深儀開發板。
【具體實施方式】
[0008]以下結合附圖來對本發明進一步詳細描述。
[0009]如圖1至圖4所示，本發明包括:超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊、測深儀數據處理模塊。所述繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊、測深儀數據處理模塊都安裝在儀器箱中，該儀器箱內置有開關電源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，另外一端連接數據采集卡控制模塊。計算機向數據采集卡控制模塊發送控制指令后，數據采集卡模塊針對相應的控制指令對繼電器模塊發送控制指令。所述數據采集卡控制模塊包括USB6008數據采集卡，數據采集卡控制模塊連接計算機和繼電器控制模塊。所述測深儀數據處理模塊包括測深儀開發板，測深儀數據處理模塊連接計算機和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數據分批傳送到測深儀開發板上顯示，測深儀開發板測量之后的結果再傳到計算機顯示模塊中進行顯示。
[0010]計算機中裝有LabVIEW開發的軟件，其串口初始化、數據采集處理、圖像顯示、數據采集卡控制;所述串口初始化是配置計算機與測深儀開發板進行串口通信的數據端口，波特率為4800bit/s，與硬件部分的通信通過VISA函數的寫入和發送來進行;所述數據采集處理是對測深儀開發板發送來的數據進行處理，對異常的數據和可能出現的亂碼進行處理；所述圖像顯示是指對處理之后的數據進行實時顯示，將船舶底部在水下的大致圖像描繪出來;所述數據采集卡控制是指通過N1-DAQ向數據采集卡發送控制指令，來控制數據采集卡的命令發送。八路接收數據可以多線程并行上傳到上位機LabVIEW軟件程序中，并同時進行顯不O
[0011]實施例:超聲波傳感器探頭6組安裝在測量區的河床上(如圖5示意圖安裝形式所示)，向上無間斷的發射超聲波信號，當有船舶經過超聲波傳感器探頭組上空時，向上傳輸的超聲波信號遇到船舶底部拖泥(船舶尾部用于保護螺旋漿的一塊長方形鐵塊，是船舶的最低點)，被底部拖泥反射回來，被反射回來的超聲波信號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，與內部的繼電器3的常閉端口連接，被接收回的超聲波信號通過信號線到達繼電器。八路超聲波傳感器探頭接收的信號到達繼電器后，等待上位機向繼電器發送命令，繼電器采用輪循的方式依次選通接收的信號通道。繼電器的輸出端接在測深儀開發板8的輸入端上，測深儀開發板上通過液晶屏驅動板5顯示出水下不同深度探頭接收的信號強度，并顯示出經過船閘的船舶底部離超聲波傳感器探頭的距離。測深儀開發板對數據處理之后，將船底的深度值實時的通過串口通信接口并行傳輸到上位機LabVIEW軟件上。經過上位機LabVIEW軟件處理之后，在上位機上會實時的顯示出正在經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，便于工作人員進行檢測。
[0012]所述繼電器控制的部分是指:上位機通過N1-MAX軟件對USB6008數據采集卡2發送指令，USB6008數據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，這樣就實現的上位機軟件對超聲波傳感器探頭組所接收信號的整體控制。
[0013]以上已對本發明創造的較佳實施例進行了具體說明，但本發明并不限于實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明創造精神的前提下還可進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的范圍內。
【主權項】
1.基于超聲系統的船舶超載實時檢測設備，包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊和測深儀數據處理模塊;所述繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊、測深儀數據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，另外一端連接數據采集卡控制模塊;計算機向數據采集卡控制模塊發送控制指令后，數據采集卡模塊針對相應的控制指令對繼電器模塊發送控制指令;所述數據采集卡控制模塊包括USB6008數據采集卡，數據采集卡控制模塊連接計算機和繼電器控制模塊;所述測深儀數據處理模塊包括測深儀開發板，測深儀數據處理模塊連接計算機和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數據分批傳送到測深儀開發板上顯示，測深儀開發板測量之后的結果再傳到計算機顯示模塊中進行顯示； 所述超聲波傳感器探測組放置于測量區底部，向上不斷發射超聲波，當船舶底部拖泥經過超聲波傳感器探頭組上方時，向上發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據信號接收之后，通過繼電器組的控制，采用輪循的方式上傳到測深儀開發板中，最后測深儀開發板將測量的數據采用多線程并行的方式實時上傳到上位機軟件中，上位機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】本發明公開了一種基于超聲系統的船舶超載實時檢測設備。本發明包括超聲波傳感器探頭組模塊、繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊和測深儀數據處理模塊。所述繼電器控制模塊、數據采集卡控制模塊、測深儀數據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。所述測深儀數據處理模塊包括測深儀開發板，測深儀數據處理模塊連接計算機和繼電器控制模塊，通過繼電器控制模塊將超聲波傳感器探頭接收到的數據分批傳送到測深儀開發板上顯示，測深儀開發板測量之后的結果再傳到計算機顯示模塊中進行顯示。本發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確性。
【IPC分類】G01S15/88, B63B39/12
【公開號】CN105539762
【申請號】CN201511000929
【發明人】駱懿, 居艷, 姚英彪, 曾嶸, 俞偉, 沈佳輝, 夏高裕, 梅開煌, 金雨鑫
【申請人】杭州電子科技大學
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月29日