船舶吃水檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、航運(yùn)以其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)長期以來為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著積極的推動(dòng)作用。近年來航道中因船舶吃水超限引發(fā)的航運(yùn)事故不斷，給通航船舶和航道帶來極大的安全隱患。目前國內(nèi)外多種吃水檢測方法均存在各自的弊端，無法滿足航道安全檢測的需求。為了克服現(xiàn)有吃水檢測方法的缺點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)。論文所進(jìn)行的主要研究工作如下:
　　基于水聲學(xué)領(lǐng)域描述聲波傳播規(guī)律的射線聲學(xué)理論，在簡化聲場分布的基礎(chǔ)上，建立航道水域聲場傳播模型，分析研究了聲波的多途

2、傳播效應(yīng)產(chǎn)生的原因及對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的影響，討論了聲吶技術(shù)的原理并類比說明了側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)所采用的聲波探測技術(shù)。
　　在側(cè)掃式船舶吃水檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，并對(duì)每個(gè)模塊的結(jié)構(gòu)組成與工作方法進(jìn)行了詳細(xì)的討論。在系統(tǒng)方法設(shè)計(jì)中，信號(hào)發(fā)射端采用短時(shí)脈沖分時(shí)復(fù)用的方式調(diào)制，配合接收端對(duì)應(yīng)的信號(hào)解調(diào)方式，消除了聲波的多途傳播效應(yīng)對(duì)吃水測量的影響;在系統(tǒng)的處理過程中，為了消除水中浮游物、氣泡等因素產(chǎn)生的隨機(jī)噪聲對(duì)有

3、效信號(hào)的干擾，引入圖像處理技術(shù)中的均值濾波法思想并加以改造，使之成為基于超聲波傳感器數(shù)據(jù)的均值濾波法;根據(jù)多路傳感器接收信號(hào)之間的相互關(guān)系，采用多路標(biāo)志化的方法綜合處理，計(jì)算獲得吃水測量值;針對(duì)船體底部在兩個(gè)接收器之間不同位置的精確測量，在明確聲波的衍射規(guī)律的基礎(chǔ)上引入光電編碼器中細(xì)分法，對(duì)輸出的電信號(hào)進(jìn)行幅值細(xì)分，有效的提高了系統(tǒng)的吃水測量精度。
　　經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場等不同實(shí)驗(yàn)環(huán)境的大量實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)的技術(shù)途徑可行，吃水測量精