聲學海底驗潮儀的製作方法

2023-05-06 03:29:41 1

專利名稱：聲學海底驗潮儀的製作方法
技術領域：
聲學海底驗潮儀技術領域[0001]本實用新型涉及一種海上定點觀測海洋潮位的裝置，尤其是一種結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高的聲學海底驗潮儀。
背景技術：
[0002]驗潮是在某固定點(岸邊或海上)按一定時間間隔對潮汐漲落所進行的觀測，是海洋工程測量、航道測量、海洋調查、海港碼頭監測等工作的重要組成部分。由於驗潮時需要設置驗潮裝置以觀測潮汐漲落，為此遠離岸邊的海域實施定點驗潮要比岸邊驗潮困難得多。雖然公知的驗潮裝置有驗潮尺、浮子式驗潮儀、聲學驗潮儀、壓力式驗潮儀及微波驗潮儀等等，但是目前應用於海上定點驗潮的方法僅有壓力式驗潮和定點測深驗潮。壓力式驗潮是將壓力式驗潮儀安置於海底或水下固定位置，通過檢測海水的壓力變化而推算出海面的起伏變化。優點是自動化程度高、適用範圍廣，缺點是成本較高且傳壓裝置易被泥沙堵塞。定點測深驗潮是使用回聲測深儀連續不間斷地測深來進行驗潮，回聲測深儀由換能器管通過電纜與主機相接，空心柱體及換能器構成換能器管，發射/接收模塊、控制器及電池等構成主機。測深時，將測船拋錨固定在海上某點，將換能器管垂直固定在測量船舷上，位於頭端的換能器置於水下，主機安置在艙面上，雖然具有選點靈活的優點，但卻需要測船在整個測量過程中始終做為輔助工具，測量成本高，並且測船易受隨海流作用發生位置漂移， 故觀測精度較低。發明內容[0003]本實用新型是為了解決現有技術所存在的上述技術問題，提供一種結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高的聲學海底驗潮儀。[0004]本實用新型的技術解決方案是一種聲學海底驗潮儀，有環形基座及與環形基座相接的三個支爪，所述環狀基座橫向內側通過第一軸與內環活動連接，在內環內有豎向設置且換能器位於上端的聲學測量單元，內環與測量單元通過第二軸活動連接，第一軸與第 二軸在橫向上相差90度，所述環形基座通過鋼纜與指示浮標相接。[0005]所述環形基座與防護罩相接，所述聲學測量單元的下端置於防護罩內。[0006]本實用新型可將聲學測量單元(回聲測深儀)可靠地固定在海底且保證換能器垂直向上，通過換能器向海面發射聲波，利用回聲測量換能器至海面的距離(深度)，從而完成驗潮。無需測量船在整個測量過程中做為輔助工具，具有結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高等優點。


[0007]圖I是本實用新型實施例的結構示意圖。[0008]圖2是本實用新型實施例的局部俯視圖。
具體實施方式
[0009]如圖1、2所示設有由空心柱體、換能器、發射/接收模塊、控制器及電池構成的聲學測量單元1，即現有技術的回聲測深儀，空心柱體採用316L不鏽鋼管，將換能器、發射/接收模塊、控制器及電池密封於空心柱體內。控制器採用以ARM9為核心的系統，結合軟體實現控制、深度測量和數據存儲管理功能，可根據觀測要求，利用計算機通過數據接口設定控制器的控制程序，如測量間隔、採樣頻率、採樣數量等。延時測量利用ARM9內部的計數器完成，非易失存儲器採用FLASH RAM，數據接口由ARM9內部的UART實現，採用RS232規範， 電池採用鋰電池。本實用新型同時還設有用316不鏽鋼等材料製成的環形基座2及與環形基座2相接的三個支爪3，環狀基座2橫向內側通過第一軸4與內環5活動連接，在內環5 內通過第二軸6與豎向設置且換能器位於上端的聲學測量單元I活動連接，第一軸4與第二軸6在橫向上相差90度，環形基座2通過鋼纜7與指示浮標8相接，用來指示驗潮點的位置。[0010]三個支爪3可將環形基座I穩固安置在海底，而第一軸4、第二軸6與內環5構成常平架結構，即在重力作用下始終處於水平狀態，以保證聲學測量單元I始終垂直。為了防止聲學測量單元I觸及海底，以進一步確保聲學測量單元I始終處於自由垂直狀態，可與環形基座2相接一個防護罩9，將聲學測量單元I的下端置於防護罩9內。[0011]工作過程[0012]根據作業區域的潮汐控制要求，選擇海底較平坦的地方作為驗潮點，船載本實用新型實施例到達驗潮點後放入海底，通過鋼纜7與環形基座2相接的指示浮標8漂浮於海面，此時船隻即可駛離。[0013]聲學測量單元I中的控制器按設定程序控制發射/接收模塊產生一定頻率(約 200KHZ)— 定波形的超聲波激勵信號，通過換能器向海面方向發射，聲波到達海面時將產生反射，反射信號被換能器接收並送至發射/接收模塊，發射/接收模塊將檢測到的海面回波信號傳送給控制器，由控制器測量收發信號的時間差並計算出換能器至海面的距離，並按時間序列將數據存儲保存，實現監測海面隨潮汐的起伏變化，達到定點驗潮的目的。[0014]測量結束後，船隻依據指示浮標8到達驗潮點，並利用鋼纜7將本實用新型實施例收回，通過數據接口將控制器中非易失存儲器存儲的潮位觀測序列數據轉存入有關計算機進行數據處理。
權利要求1.一種聲學海底驗潮儀，有由空心柱體、換能器、發射/接收模塊、控制器及電池構成的聲學測量單元(1)，其特徵在於有環形基座(2)及與環形基座(2)相接的三個支爪(3)， 所述環狀基座(2 )橫向內側通過第一軸(4 )與內環(5 )活動連接，在內環(5 )內有豎向設置且換能器位於上端的聲學測量單元(1)，內環(5)與測量單元(I)通過第二軸(6)活動連接， 第一軸(4)與第二軸(6)在橫向上相差90度，所述環形基座(2)通過鋼纜(7)與指示浮標(8)相接。
2.根據權利要求I所述的聲學海底驗潮儀，其特徵在於所述環形基座(2)與防護罩(9)相接，所述聲學測量單元(I)的下端置於防護罩(9)內。
專利摘要本實用新型公開一種聲學海底驗潮儀，有由空心柱體、換能器、發射/接收模塊、控制器及電池構成的聲學測量單元(1)，有環形基座(2)及與環形基座(2)相接的三個支爪(3)，所述環狀基座(2)橫向內側通過第一軸(4)與內環(5)活動連接，在內環(5)內通過第二軸(6)與豎向設置且換能器位於上端的聲學測量單元(1)活動連接，第一軸(4)與第二軸(6)在橫向上相差90度，所述環形基座(2)通過鋼纜(7)與指示浮標(8)相接。無需測量船在整個測量過程中做為輔助工具，具有結構簡單、輕便靈活、操作容易、觀測成本低廉且精度高等優點。
文檔編號G01F23/296GK202793393SQ20122041385
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月21日 優先權日2012年8月21日
發明者劉雁春, 付建國, 王海亭 申請人:劉雁春, 付建國, 王海亭