专利名称：超音波水下测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量系统，尤其是一种超音波水下测量系统。
背景技术：
在河川坡陡流急的地区，每逢遇到大雨，往往使水位大幅升高，并冲刷其河床、河道。水位高低变化及河床淤积等信息的长期收集，将有助于水利人员了解及分析当地水文特性的变化，以便做各项因急措施。因此，对于河床地形的探测，其及时性与准确性的要求，应该尽可能提高。过去河川测量是利用多点定位测量且以人工配合标杆，易产生极大误差。
发明内容为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种超音波水下测量系统。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:本实用新型提供了一种超音波水下测量系统，包含一个三轴定位单元、一个超音波测量单元及一个处理单元。三轴定位单元包括一个固定于结构物的第一支架、一个第一定位座、一个第二支
架、一个第二定位座、一个第三支架及三个第一、二、三步进马达。
第一支架沿一个水平的第一方向延伸，第一定位座设置在第一支架上，且受第一步进马达控制而沿该第一支架位移。第二支架固定在第一定位座，且沿一个与第一方向正交的水平第二方向延伸。第二支架设置一个第二定位座，该第二定位座受第二步进马达控制而沿第二支架位移。第二定位座上设有上、下贯穿的定位槽，供第三支架设置。第三支架朝下延伸，并可受第三步进马达控制而上、下位移。为确保第二支架的稳定度，三轴定位单元还包括一个与第一支架平行间隔设置的辅助支架，供第二支架的远离第一定位座的一端架设在其上。超音波测量单元包括一个设置于第三支架下端的超音波探头及一个连接该超音波探头的传输线。为了确保超音波探头朝下发射超音波信号，夹臂固定在第三支架下端，超音波探头借由夹臂可确保其信号向下发射，且面朝下接收回波信号。处理单元包括脉波产生器、接收器及运算模组，与第一、二、三步进马达连接，也与传输线连接，依据第一、二、三步进马达提供信息确认超音波探头所在位置，再依据发送、接收的超音波信号进行超音波探头与河床间的距离运算。本实用新型的有益效果是:超音波探头能够被精准定位且伸入水下，克服改变介质导致反射、误差等问题，大幅提高准确度，且即便在河川泥沙浓度较高的情况下也能顺利测量。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的超音波水下测量系统用于测量水下地形示意图。[0014]图2是本实用新型的三轴定位单元示意图。图3是本实用新型的系统架设在河川结构物上的示意图。图中1.三轴定位单元，2.超音波测量单元,3.处理单元,4.夹臂,5.第一支架，6.第一定位座，7.第二支架，8.第二定位座，9.第三支架，10.超音波水下测量系统，11.第一步进马达，12.第二步进马达，13.第三步进马达，14.辅助支架，15.超音波探头，16.传输线，Al.水平的第一方向，A2.水平第二方向。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型提供了一种超音波水下测量系统10，包含一个三轴定位单元1、一个超音波测量单元2及一个处理单元3。如图3所示,三轴定位单元I架设在邻近测量地点的结构物,如桥面底下。如图2所示，三轴定位单元I包括一个固定于结构物的第一支架5、一个第一定位座6、一个第二支架7、一个第二定位座8、一个第三支架9及三个第一、二、三步进马达11、12、13。如图2所示，第一支架5沿一个水平的第一方向Al延伸，第一定位座6设置在第一支架5上，且受第一步进马达11控制而沿该第一支架5位移，也就是在第一方向Al上位移。第二支架7固定在第一定位座6，且沿一个与第一方向Al正交的水平第二方向A2延伸。第二支架7设置一个第二定位座8，该第二定位座8受第二步进马达12控制而沿第二支架7位移，也就是在第二方向A2上位移。第二定位座8上设有上、下贯穿的定位槽(图中未显示)，供第三支架9设置。第三支架9朝下延伸，并可受第三步进马达13控制而上、下位移。为确保第二支架7的稳定度，该三轴定位单元I还包括一个与第一支架5平行间隔设置的辅助支架14，供第·二支架7的远离第一定位座6的一端架设在其上。超音波测量单元2包括一个设置于第三支架9下端的超音波探头15及一个连接该超音波探头15的传输线16。前述三轴定位单元I可精确控制超音波探头15在空间中的位置，且借由第三支架9伸入水中，可确保超音波探头15定位于水下。为了确保超音波探头15朝下发射超音波信号，夹臂4固定在第三支架9下端，超音波探头15借由夹臂4可确保其信号向下发射，且面朝下接收回波信号。处理单元3包括脉波产生器、接收器及运算模组(图中未显示)，与第一、二、三步进马达11、12及13连接，也与传输线16连接，依据第一、二、三步进马达11、12及13提供信息确认超音波探头所在位置，再依据发送、接收的超音波信号进行超音波探头15与河床间的距离运算。借由第一步进马达11对第一定位座6控制位移，处理单元3可取得第一方向Al与纵向构成的二维地下资料，搭配第二步进马达12对第二定位座8控制位移，处理单元3可取得第二方向A2与纵向构成的二维地形资料，进而组合出河床的三维地形。由于第一、二、三步进马达11、12及13可精确控制超音波探头15在空间中的位置，超音波探头15能够被精准定位且伸入水下，克服改变介质导致反射、误差等问题，大幅提高准确度，且即便在河川泥沙浓度较高的情况下也能顺利测量。
权利要求1.一种超音波水下测量系统，包括一个三轴定位单元、一个超音波测量单元及一个处理单元，其特征是:所述三轴定位单元包括一个固定于结构物的第一支架、一个第一定位座、一个第二支架、一个第二定位座、一个第三支架及三个第一、二、三步进马达；超音波测量单元包括一个设置于第三支架下端的超音波探头及一个连接该超音波探头的传输线；处理单元包括脉波产生器、接收器及运算模组，与第一、二、三步进马达连接，也与传输线连接。
2.根据权利要求1所述的超音波水下测量系统，其特征是:所述第一支架沿一个水平的第一方向延伸，第一定位座设置在第一支架上。
3.根据权利要求1所述的超音波水下测量系统，其特征是:第二支架固定在第一定位座，且沿一个与第一方向正交的水平第二方向延伸，第二支架设置一个第二定位座，第二定位座上设有上、下贯穿的定位槽，供第三支架设置，第三支架朝下延伸。
4.根据权利要求1所述的超音波水下测量系统，其特征是:三轴定位单元还包括一个与第一支架平行间 隔设置的辅助支架。
专利摘要本实用新型提供了一种超音波水下测量系统，包含一个三轴定位单元、一个超音波测量单元及一个处理单元。三轴定位单元包括一个固定于结构物的第一支架、一个第一定位座、一个第二支架、一个第二定位座、一个第三支架及三个第一、二、三步进马达。超音波测量单元包括一个设置于第三支架下端的超音波探头及一个连接该超音波探头的传输线。处理单元包括脉波产生器、接收器及运算模组，与第一、二、三步进马达连接，也与传输线连接。依据第一、二、三步进马达提供信息确认超音波探头所在位置，再依据发送、接收的超音波信号进行超音波探头与河床间的距离运算，大幅提高准确度，且即便在河川泥沙浓度较高的情况下也能顺利测量。
文档编号G01C13/00GK203116737SQ20132015819
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月2日 优先权日2013年4月2日
发明者薛振峰 申请人:薛振峰