用于船舶水密舱口测漏仪的超声波接收器的制作方法

本实用新型涉及船舶水密舱的水密性检测技术，特别是一种用于船舶水密舱口测漏仪的超声波接收器。

背景技术：

水通过舱体破孔进入船舱是造成船舱内货物损坏的一个主要原因，船舶舱盖泄漏检测仪是一种可以迅速检测船体各部位(船舱盖、船首、船尾和侧门)是否泄漏的仪器。目前，国内在船舶水密舱的水密性检测方面，通常采用冲水试验(水压试验)、粉笔标记等传统检验方法，船级社、海事局等船舶法定检验单位目前仍然采用上述传统检验方法，但传统检验方法受货物装卸过程、相关防污染规定、冬季易结冰等情况影响较大，且检验结果比较模糊，仅能判断某一区域存在泄漏而无法精确到具体位置。

为克服冲水试验中存在的问题，国外已经研发了采用超声波的方法进行水密舱的水密性检测的方法，如英国的CARGO-SAFE船舶舱盖泄漏检测仪，该仪器包括便携外盒、发射器、接收器、耳机、保护皮套、测麦克风、三节可调节伸缩棒、电池和充电器，该仪器通过接收接收器置于船舱内的发射器发射的超声波的声级来评估船舱渗漏级别。使用时，将发射器置于舱体内，发射器上由微处理器控制的射线射向舱体的各指定方向；工作时，发射器上的绿色的指示灯将发光。发射器的工作可以用一遥控器来控制,这样不但可以节省电源，而且可以使检测员不要反复进入船舱操作发射器,这样可以节省检测员的工作时间。

目前国际上使用的组合式船舶舱盖泄漏检测仪多为英国、比利时等欧洲国家生产，其价格昂贵，功能单一，单电阻电位器控制，精度较差。而国内目前还没有成熟的船舶水密舱口测漏仪，市面上可见的超声波接收器较少，能作为测漏仪使用的更少，如超声波测漏仪(UT100、LOCATOR)的仅能提供电平指示驱动10位发光管的模拟输出方式，此种输出方式因缺少0db时对应的相对参考值，且最高精度仅为3db/LED发光管，无法通过开口值方法测量超声波泄漏程度。

技术实现要素：

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型要设计一种价格低廉、易于操作控制且能通过开口值方法测量超声波泄漏程度的用于船舶水密舱口测漏仪的超声波发射器。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

用于船舶水密舱口测漏仪的超声波接收器，包括超声波接收探头、前置正相信号放大器模块、混频模块、反相信号放大器模块、多阶带通滤波模块、对数转换及曲率恢复模块、单片机模块、显示模块、无线通信模块、电源模块、储存模块、音频处理模块和USB通信模块；所述的单片机模块分别与前置正相信号放大器模块、混频模块、反相信号放大器模块、对数转换及曲率恢复模块、显示模块和无线通信模块连接；所述的前置正相信号放大器模块分别与超声波接收探头、电源模块和混频模块连接，所述的多阶带通滤波模块分别与反相信号放大器模块、对数转换及曲率恢复模块和音频处理模块连接；所述的音频处理模块与耳机或喇叭连接。

进一步地，所述的显示模块包括LCD显示模块或LED显示模块；所述的无线通信模块包括433M无线通信模块；所述的单片机模块分别与键盘模块和储存模块连接。

进一步地，所述的前置正相信号放大器模块、反相信号放大器模块为单片机增益可控模块。

进一步地，所述的多阶带通滤波模块包括多阶带通滤波器。

进一步地，所述的USB通信模块作为通讯工具，通过USB通信模块将超声波接收器与电脑连接起来，将显示模块及储存模块中的信息实时发送至电脑中。

进一步地，所述的键盘模块用于选取开口值、储存实时测量值、控制无线通信模块发送指令、调整显示模块的亮度。

进一步地，所述的前置正相信号放大器模块、混频模块、反相信号放大器模块、多阶带通滤波模块、对数转换及曲率恢复模块、单片机模块、显示模块、无线通信模块、电源模块、储存模块、音频处理模块和USB通信模块集成在壳体内；壳体顶部配有BNC快速接头；壳体背部设有弹力手扣；所述的BNC快速接头与超声波接收探头连接、或通过延长杆与超声波接收探头连接；壳体侧部设有耳机插孔和USB接口，壳体正面的操作界面配有背光可调的128X128像素点阵显示屏和按键区域。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型在技术方面解决了以下问题：通过两级信号放大模块(前置正相信号放大器模块和反相信号放大器模块)的固定正相、反相放大后得到无增益的超声波信号，严谨的还原并计算出超声波相对值，同时记录开口值及测量值，并将测得的结果实时显示在显示屏中并同步存入储存模块。

2、本实用新型的接收器通过两级信号放大器在增益控制上保持一致，通过正相、反相放大设计巧妙的使得接收信号在放大后更好的还原。

3、本实用新型的接收器在对混频模块和带通滤波模块的设计上进行了组合优化，经混频模块得到的信号在以750Hz为中心频率的带通滤波器滤波后能更有效的滤除干扰。本实用新型的对混频模块在进行频率的变换过程中保持调制方式不变，携带的信息不变，而且不产生失真。

4、本实用新型的接收器可同时显示分贝值及开口值百分比，并将最近一次储存的测量结果显示在显示屏下方，该储存的测量结果包含了时间、100％开口值，测量值，及相对位置信息，为保证测量结果真实有效，储存的测量结果具有不可更改性。

5、本实用新型小巧便携，长宽高尺寸约为230mmX80mmX35mm，壳体符合人体工程学设计，背部设有弹力手扣，可便于单手操控。操作界面配有背光可调的128X128像素点阵液晶屏，不开背光时功耗仅为1毫瓦；按键区域可进行电源开关、开口值取值、音量调节、亮度调节、储存等操作。

附图说明

图1是本实用新型的组成示意图。

图2是本实用新型的壳体结构示意图。

图3是本实用新型的工作流程示意图。

图中：1、超声波接收探头，2、前置正相信号放大器模块，3、混频模块，4、反相信号放大器模块，5、多阶带通滤波模块，6、对数转换及曲率恢复模块，7、单片机模块，8、显示模块，9、无线通信模块，10、电源模块，11、储存模块，12、键盘模块，13、音频处理模块，14、耳机或喇叭，15、USB通信模块，16、BNC快速接头，17、USB接口，18、显示屏，19、按键区域，20、壳体。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步地描述。如图1-3所示，用于船舶水密舱口测漏仪的超声波接收器，包括超声波接收探头1、前置正相信号放大器模块2、混频模块3、反相信号放大器模块4、多阶带通滤波模块5、对数转换及曲率恢复模块6、单片机模块7、显示模块8、无线通信模块9、电源模块10、储存模块11、音频处理模块13和USB通信模块15；所述的单片机模块7分别与前置正相信号放大器模块2、混频模块3、反相信号放大器模块4、对数转换及曲率恢复模块6、显示模块8和无线通信模块9连接；所述的前置正相信号放大器模块2分别与超声波接收探头1、电源模块10和混频模块3连接，所述的多阶带通滤波模块5分别与反相信号放大器模块4、对数转换及曲率恢复模块6和音频处理模块13连接；所述的音频处理模块13与耳机或喇叭14连接。

进一步地，所述的显示模块8包括LCD显示模块或LED显示模块；所述的无线通信模块9包括433M无线通信模块；所述的单片机模块7分别与键盘模块12和储存模块11连接。

进一步地，所述的前置正相信号放大器模块2、反相信号放大器模块4为单片机增益可控模块。

进一步地，所述的多阶带通滤波模块5包括多阶带通滤波器。

进一步地，所述的USB通信模块15作为通讯工具，通过USB通信模块15将超声波接收器与电脑连接起来，将显示模块8及储存模块11中的信息实时发送至电脑中。

进一步地，所述的键盘模块12用于选取开口值、储存实时测量值、控制无线通信模块9发送指令、调整显示模块8的亮度。

进一步地，所述的前置正相信号放大器模块2、混频模块3、反相信号放大器模块4、多阶带通滤波模块5、对数转换及曲率恢复模块6、单片机模块7、显示模块8、无线通信模块9、电源模块10、储存模块11、音频处理模块13和USB通信模块15集成在壳体20内；壳体20顶部配有BNC快速接头16；壳体20背部设有弹力手扣；所述的BNC快速接头16与超声波接收探头1连接、或通过延长杆与接收探头1连接；壳体20侧部设有耳机插孔和USB接口17，壳体20正面的操作界面配有背光可调的128X128像素点阵显示屏18和按键区域19。

本实用新型的工作方法，包括以下步骤：

D1、开机，自检，并检查电源模块10状态和储存模块11状态；

D2、检查发射器的控制开关的状态；如果是“打开”状态，则转步骤D3，否则转步骤D4；

D3、通过键盘模块12向单片机模块7输入指令，由单片机模块7通过无线通信模块9向发射器发送指令，控制发射器发出超声波；

D4、从水密舱口漏出的微弱的超声波信号由接收器的延伸探头接收后，经前置正相信号放大器模块2固定正相增益；经由单片机模块7控制混频模块3进行频谱的下变频搬移，直接将超声波信号转化为人耳可听到的20K以下的声音频率，完成频率的变换，经反相信号放大器模块4反相放大，经多阶带通滤波模块5滤除杂波，最后将得到的有用的频率分量分成两路；所述的反相信号放大器模块4与前置放大器模块同时受单片机模块7控制，输出后正相、反相增益相抵消，信号增益还原至原始真实值；

D5、一路通过对数转换及曲率恢复模块6进行放大，经单片机模块7进行模数转换后以伏特分贝dBV为单位显示在显示模块8中并同步存入储存模块11；另一路通过音频处理模块13从耳机或扬声器中实时播放出来。

本实用新型不局限于本实施例，任何在本实用新型披露的技术范围内的等同构思或者改变，均列为本实用新型的保护范围。