专利名称：渔船用多探头水下探测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种江河、湖泊、海洋深度及水下障碍物探测装置，尤其是一种安装方便、操作容易、成本低的渔船用多探头水下探测仪。
背景技术：
在海洋测绘及水下探测领域，回声测深一直是强有力的水深测量手段，由于它可以在船只航行时快速而准确地测得水深的连续数据，回声测深仪便成为水深测量的主要仪器，现已广泛地应用于航道勘测、海底地形调查、海道测量等方面。公知回声测深仪的结构是在空心柱体内下端设有换能器基阵，换能器基阵通过电缆与收发转换开关相接，收发转换开关再分别与发射模块及接收模块相接，发射模块及接收模块的输出与数据信号处理模块相接，与数据信号处理模块有线相接有显控终端(显示屏、键盘)等。即空心柱体及换能器构成换能器管，而收发转换开关、发射模块、接收模块、数据信号处理模块及显控终端等构成主机，换能器管通过电缆与主机相接。测深时，将换能器管固定在测量船舷上，位于头端的换能器置于水下，主机则安置在舱面上。工作原理是发射模块通过收发转换开关由换能器从海面向下发射声脉冲，遇到密度不同的海底介质时发生反射，反射后的声脉冲在海水中向上传播并被海面的换能器所接收，换能器所接收的信号通过接收模块至数据信号处理模块，数据信号处理模块根据声脉冲在海水中往返的时间和其在海水中的声速，计算出换能器至海底的直线距离，即水深，存储并由显控终端显示出来。但是，现有的回声测深仪并不适合渔船作业使用，主要原因如下(I)仪仅安装了一个向下的探头，仅能获得船下方海底的深度信息，而无法实时获得周围的礁石等水下障碍物信息；(2)主机与换能器探头的分离方式，不适合在渔船上安装使用，并且电缆连接方式不仅安装麻烦，费时费力，而且限制了主机的安置范围，操控灵活性差，会影响渔船的其它作业。除上述回声测深仪之外，还有用于专业测量船只或少数大型船只使用的多波束测深系统及侧扫声纳，虽然能够大范围探测深度和障碍物信息，但由于体积较大、作业方式复杂、价格昂贵等原因，也不适合渔船作业实际使用。随着科学技术的进步，养殖及捕捞业的现代化进程不断加快，渔船作业的保障能力和装备水平不断提升，目前，国内外绝大数渔船已装备了卫星定位仪，实现了渔船作业位置的精确确定，但是，由于迄今为止还没有适用于渔船的水下深度及障碍物探测装置，以至于不能彻底保证渔船安全航行和水下精确作业。
发明内容本实用新型是为了解决现有技术所存在的上述问题，提供一种安装方便、操作容易、成本低的渔船用多探头水下探测仪。本实用新型的技术解决方案是一种渔船用多探头水下探测仪，有空心柱体，在空心柱体内下端连接有换能器基阵，换能器基阵通过通道转换开关、收发转换开关分别与发射模块及接收模块相接，发射模块及接收模块同时与数据信号处理模块相接，所述换能器基阵是由下方换能器、前方换能器、左方换能器、右方换能器构成的多探头换能器基阵，所述通道转换开关、收发转换开关、发射模块、接收模块及数据信号处理模块排布于空心柱体内，在空心柱体内还有与数据信号处理模块相接的无线通信模块,所述空心柱体内还有电源模块，与无线通信模块对应设置有无线显控终端。在空心柱体上还设有吃水检测装置。所述下方换能器的轴线与空心柱体同轴，所述左方换能器及右方换能器均向下倾斜，其轴线与空心柱体轴线之间的夹角为62 72度。所述多探头换能器基阵置于导流保护罩内。本实用新型是由四个单换能器组成水下声波探测基阵，可精确探测渔船正下方的深度信息及前、左、右方礁石等障碍物及鱼群等信息，并将通道转换开关、收发转换开关、发射模块、接收模块、数据信号处理模块及通信模块均置于空心柱体内，数据信号处理模块可通过无线通信模块与便携式显控终端(手机、平板电脑、超便携电脑)进行数据信息通信，安装方便、操作容易、成本低廉，可保证渔船安全航行和水下精确作业。
图1、图2是本实用新型实施例的结构示意图。图3是本实用新型实施例的电路原理框图。
具体实施方式
如图1、图2、图3所示与现有技术相同，有由316不锈钢或工程塑料等制成的空心柱体1，在空心柱体I内下端连接有换能器基阵2，换能器基阵2通过通道转换开关3、收发转换开关4分别与发射模块5及接收模块6相接，发射模块5及接收模块6同时与数据信号处理模块7相接，与现有技术所不同的是换能器基阵2是由下方换能器21、前方换能器22、左方换能器23、右方换能器24构成的多探头换能器基阵，多探头换能器基阵置于导流保护罩25内，通道转换开关3、收发转换开关4、发射模块5、接收模块6及数据信号处理模块7排布于空心柱体I内，在空心柱体I内还有与数据信号处理模块7相接的无线通信模块8，所述空心柱体I内还有电源模块10与无线通信模块8对应设置有无线显控终端9。无线显控终端9可以是手机或平板电脑或超便携电脑，数据信号处理模块7是以数字信号处理器为核心的计算机系统，处理器选用德州仪器C6000 DSP+ARM架构的0MAP-L128，结合软件实现控制、信号处理和数据管理功能，无线通信模块8采用蓝牙适配器或GPRS模块等；供电模块10采用铁锂电池，为探测仪提供电力。在空心柱体I上还设有吃水检测装置11，下方换能器21的轴线与空心柱体I同轴，左方换能器23及右方换能器24均向下倾斜，其轴线与空心柱体I轴线之间的夹角为62 72度，以适应渔船纵横摇的影响。工作过程是将本实用新型实施例垂直安装于船舷的一侧，依据吃水检测装置11将多探头换能器基阵2调整至合适的吃水深度，调整好多探头换能器基阵2的方向，使前方换能器22的探头指向船首，利用显控终端(手机、平板电脑、超便携电脑)发出探测指令，除非特别选择，多探头水下声波探测仪一般采用作业探测模式，即多探头换能器基阵2中的按下方换能器21、前方换能器22、左方换能器23、右方换能器24分时轮流探测，并在显控终端(手机、平板电脑、超便携电脑)上按下、前、左、右4个方向显示深度、障碍物、水草及鱼群等探测信息。若仅航行，可选择航行探测模式，即仅多探头换能器基阵2中的前方换能器22(或前方换能器22和下方换能器21)进行工作探测，当探测出前方有礁石等障碍物时，显控终端9会发出遇险警告。数据信号处理模块7 —方面接收显控终端送来的指令，调整或控制发射模块5和接收模块6的工作参数(如重复周期、脉冲宽度、工作频率、发射功率等)和工作状态(如发射、等待等)，另一方面对接收模块6送来的回声信号进行A/D变换后利用软件完成信号处理，将处理结果发送至显控终端9。
权利要求1.一种渔船用多探头水下探测仪，有空心柱体(1)，在空心柱体(I)内下端连接有换能器基阵(2)，换能器基阵(2)通过通道转换开关(3)、收发转换开关(4)分别与发射模块(5)及接收模块(6)相接，发射模块(5)及接收模块(6)同时与数据信号处理模块(7)相接，其特征在于所述换能器基阵(2)是由下方换能器(21)、前方换能器(22)、左方换能器(23)、右方换能器(24)构成的多探头换能器基阵，所述通道转换开关(3)、收发转换开关(4)、发射模块(5)、接收模块(6)及数据信号处理模块(7)排布于空心柱体(I)内，在空心柱体(I)内还有与数据信号处理模块(7)相接的无线通信模块(8)，所述空心柱体(I)内还有电源模块(10 )，与无线通信模块(8 )对应设置有无线显控终端(9 )。
2.根据权利要求1所述的渔船用多探头水下探测仪，其特征在于在空心柱体(I)上还设有吃水检测装置(11)。
3.根据权利要求1或2所述的渔船用多探头水下探测仪，其特征在于所述下方换能器(21)的轴线与空心柱体(I)同轴，所述左方换能器(23)及右方换能器(24)均向下倾斜，其轴线与空心柱体(I)轴线之间的夹角为62 72度。
4.根据权利要求1或2所述的渔船用多探头水下探测仪，其特征在于所述多探头换 能器基阵置于导流保护罩(25)内。
专利摘要本实用新型公开一种安装方便、操作容易、成本低的渔船用多探头水下探测仪，与现有技术所不同的是换能器基阵是由下方换能器、前方换能器、左方换能器、右方换能器构成的多探头换能器基阵，所述通道转换开关、收发转换开关、发射模块、接收模块及数据信号处理模块排布于空心柱体内，在空心柱体内还有与数据信号处理模块相接的无线通信模块，所述空心柱体内还有电源模块，与无线通信模块对应设置有无线显控终端，可精确探测渔船正下方的深度信息及前、左、右方礁石等障碍物及鱼群等信息。
文档编号G01S15/88GK202904016SQ201220602970
公开日2013年4月24日 申请日期2012年11月15日 优先权日2012年11月15日
发明者刘雁春, 付建国, 王海亭 申请人:刘雁春, 付建国, 王海亭