一种高精度二维对水多普勒计程仪的制作方法

本实用新型涉及计程仪技术领域，具体为一种高精度二维对水多普勒计程仪。

背景技术：

船用的计程仪有电磁式计程仪、声相关计程仪、一维多普勒计程仪等，电磁式计程仪对不同地域海水成份、比重不同使用效果不同，水层不稳定也会造成影响，在低速测量时精度和灵敏度均较差，安装维护保养也较复杂，声相关计程仪的安装、维护成本较高、结构复杂，早期的一维多普勒计程仪能克服这些问题，它利用发射的声波和接收的水底反射波之间的多普勒频移测量船舶相对于水底的航速和累计航程，这种计程仪准确性好，灵敏度高，但数据量小、且仅测量船舶纵向速度，且早期的多普勒计程仪的测频模块都是用模拟硬件实现，对模拟信号进行处理，排除干扰信号的能力差，设备复杂、可靠性差、精度低、灵活性与一致性差，不易大规模的集成，将显示器、收/发系统、电源模块等集中在一个主机柜中，考虑到收/发系统与换能器之间的距离要求，主机柜的安装位置受到限制，且不便用户观察信息与维修仪器，显示器界面简单，不够人性化，另外，现有技术中的一维多普勒计程仪工艺复杂，价格较高，不适用于巨型船舶在狭水道航行、进出港、靠离码头时提供船舶横向运动的精确数据，因此，迫切的需要一种新型的二维计程仪来解决上述使用中、安装、制造工艺等技术问题，基于此，本实用新型设计了一种高精度二维对水多普勒计程仪，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种高精度二维对水多普勒计程仪，以解决上述背景技术中提出的现有技术中的一维多普勒计程仪工艺复杂，价格较高，不适用于巨型船舶在狭水道航行、进出港、靠离码头时提供船舶横向运动的精确数据的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种高精度二维对水多普勒计程仪，包括计程仪壳体，计程仪壳体的顶部设置有收发器，计程仪壳体的左壁设置有外部供电接口，计程仪壳体的外壁设置有显示屏，计程仪壳体的底部连接有导流罩，导流罩的内腔底部设置有换能器，显示屏电性输入连接有信息交换通信处理器，信息交换通信处理器分别电性输入连接按键电路和恒流源电路，信息交换通信处理器电性输出连接电源控制电路，电源控制电路电性输入连接中央处理电路，中央处理电路分别电性输出连接通信控制电路和收发控制电路，通信控制电路电性输出连接通信接口电路，收发控制电路分别电性输出连接横轴发射电路和纵轴发射电路，收发控制电路分别电性输入连接横轴接收电路和纵轴接收电路，横轴发射电路和纵轴发射电路均电性输出连接收发转接电路，横轴接收电路和纵轴接收电路均电性输入连接收发转接电路，收发转接电路电性输出连接换能器。

优选的，换能器分别电性输入连接前方信号、后方信号、左舷信号和右舷信号。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型使用两双波束超声波收发通道进行前、后、左、右四面收发超声波信号，尽量减少了系统的额外开支，应用先进的高性能超声滤波器处理技术，提高了去除干扰信号的能力，大规模的集成电路，实现信号处理数字化，无需手动调节，设备简单、精度高、灵活性好、可靠性一致性强，显示屏与收发控制电路分布式设计，便于显示信息与器件维护，采用显示屏显示船舶速度与航程信息，操作简单实用，纵横两对双波束系统，有效地减少船舶纵摇引起的误差，方便船舶在狭水道航行、进出港、靠离码头时提供船舶横向运动的精确数据，以便驾驶员加快通航、停靠港时间、船舶移位等。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型显示屏原理图；

图3为本实用新型收发控制电路原理图；

图4为本实用新型换能器原理图。

图中：1计程仪壳体、2收发器、3外部供电接口、4显示屏、5导流罩、6 换能器、7信息交换通信处理器、8按键电路、9恒流源电路、10电源控制电路、 11中央处理电路、12通信控制电路、13通信接口电路、14收发控制电路、15 横轴发射电路、16横轴接收电路、17纵轴发射电路、18纵轴接收电路、19收发转接电路、20前方信号、21左舷信号、22右舷信号、23后方信号。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种高精度二维对水多普勒计程仪，包括计程仪壳体1，计程仪壳体1的顶部设置有收发器2，计程仪壳体 1的左壁设置有外部供电接口3，计程仪壳体1的外壁设置有显示屏4，计程仪壳体1的底部连接有导流罩5，导流罩5的内腔底部设置有换能器6，外部供电接口3通过电缆连接收发器2，外部供电接口3为收发器2提供电源，显示屏4、收发器2、换能器6之间均通过电缆连接，收发器2与换能器6之间用电缆连接来传输信息，导流罩5用于船舶制造时固定安装换能器6。

其中，显示屏4电性输入连接有信息交换通信处理器7，信息交换通信处理器7分别电性输入连接按键电路8和恒流源电路9，信息交换通信处理器7电性输出连接电源控制电路10，显示屏4、按键电路8、恒流源电路9均通过信息交换通信处理器7进行控制，显示屏4的功能是接收收发控制电路14发送来的速度、航程信息，并接受外部按键电路8得到的控制命令，处理后转换成命令信息发送给收发控制电路14进行相应功能调节，电源控制电路10电性输入连接中央处理电路11，中央处理电路11分别电性输出连接通信控制电路12和收发控制电路14，通信控制电路12电性输出连接通信接口电路13，收发控制电路 14分别电性输出连接横轴发射电路15和纵轴发射电路17，收发控制电路14分别电性输入连接横轴接收电路16和纵轴接收电路18，横轴发射电路15和纵轴发射电路17均电性输出连接收发转接电路19，横轴接收电路16和纵轴接收电路18均电性输入连接收发转接电路19，收发转接电路19电性输出连接换能器 6，收发器2的功能是发射横轴发射电路15和纵轴发射电路17的电振荡信号给换能器6，并接收横轴接收电路16和纵轴接收电路18的超声波信号，并将其转换为速度信号，输出至显示屏4，收发器2中的发射电路产生具有一定频率、宽度和功率的电振荡信号送给换能器6，换能器6将电脉冲转换为超声波脉冲信号，以两路双波束模式分别不停地以相同的发射角度分别向船首和船尾方向、左舷和右舷方向发射超声波，并接收水层中的各种反射信号，换能器6将所接收的回波信号转换为电信号送到收发器2的收发转接电路19，收发转接电路19中采用了先进的滤波器技术，对接换能器6送回来的回波信号进行放大、滤波处理后，即可求得多普勒频移，通过收发控制电路14对其接收的速度信号和航程信号在中央处理电路11进行处理后，中央处理电路11可将其转换为速度信号和航程信号，将速度和航程通过通信接口电路13输出至外部设备，同时还可接收外部设备输入的信息，换能器6分别电性输入连接前方信号20、后方信号23、左舷信号21和右舷信号22，换能器6包括发射换能器和接收换能器，发射换能器是将电信号发送给收发转接电路19，将电脉冲信号转换为机械振动信号，即将电能转换为声能，形成超声波信号向水层发射，接收换能器则是将从水层反射回来的声波信号转变为电脉冲信号，即将声能转换为电能，并将电信号发送给收发转接电路19，为了有效地减少船舶纵摇引起的误差，采用了两组双波束系统，即以相同的角度分别向船首和船尾、左舷和右舷发射超声波，形成前方信号20、后方信号23、左舷信号21和右舷信号22。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。