浮動側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、吃水檢測作為三峽升船機(jī)船舶安全高效通航的關(guān)鍵因素，依賴于實時高效的船舶吃水檢測系統(tǒng)?，F(xiàn)有的船舶吃水檢測系統(tǒng)有兩種:一種是基于超聲波的仰掃式船舶吃水檢測系統(tǒng);另一種是基于超聲波的側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)。以上兩種吃水檢測系統(tǒng)的檢測裝置都采用固定安裝方式，由于升船機(jī)引航道水位上下變化較大，不僅安裝檢修不便，而且影響系統(tǒng)吃水檢測范圍。為克服現(xiàn)有吃水檢測方法存在的弊端，本文設(shè)計了浮動側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)。論文主要工作如下:
　　首先構(gòu)建球

2、面波聲場輻射模型，并分析聲波水下傳播特性。然后在研究了超聲波換能器原理基礎(chǔ)上，依據(jù)超聲波發(fā)射換能器參數(shù)，得出了換能器在諧振狀態(tài)下最佳匹配阻抗的計算方法。還詳細(xì)分析了三電壓法測換能器頻帶寬度的方法。
　　論文設(shè)計的浮動側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)，通過將多個超聲波發(fā)射陣列互成角度安裝在浮體船上，以適應(yīng)寬范圍的船舶吃水檢測。論文重點介紹了系統(tǒng)工作原理及模塊設(shè)計。模塊設(shè)計具體包括:發(fā)射調(diào)制模塊采用對連續(xù)互補脈沖信號進(jìn)行功放的方法，驅(qū)動換能器發(fā)

3、射聲波;為消除單頻發(fā)射及多途效應(yīng)對接收模塊的影響，使能模塊采用短時時分復(fù)用方式控制發(fā)射調(diào)制模塊發(fā)射聲波;接收模塊將微弱超聲波信號放大解調(diào)成直流信號;數(shù)據(jù)采集模塊采用均值濾波方法消除數(shù)據(jù)采集過程中引入的二次噪聲;數(shù)據(jù)融合模塊負(fù)責(zé)將多路聲波數(shù)據(jù)及水位信息融合成一幀數(shù)據(jù);數(shù)據(jù)傳輸模塊將數(shù)據(jù)通過光纖及RS485傳給數(shù)據(jù)處理軟件模塊;數(shù)據(jù)處理軟件模塊采用基于超聲波幅值強(qiáng)度的濾波、標(biāo)記化處理、幅值細(xì)分等相關(guān)算法，得到船舶吃水值。
　　為了消除