基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统的研究
发布时间：2022-10-04 19:41
伴随着我国水运事业的发展,内河水域价值逐步得以体现,为了保障船舶通航以及航道安全,各地海事部门及通航管理部门投入了大量的人力物力对船舶吃水状况进行检测,取得了一定的成果,但技术仍不成熟。本文将对吃水检测技术进行详细研究,以提高检测效率。国内外对于通航船舶的吃水检测技术的研究,均有着各自的缺陷,无法将实时性、准确性、可靠性这三者融为一体。目前超声波侧扫式船舶吃水检测系统的应用较为广泛,但该系统的安装条件较为严格,设备检修较为复杂,且受检测环境影响巨大。故在此基础上,本文提出了基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统。首先,其利用浮筒的浮力使得检测设备可以漂浮在水面上,并通过水下声场模型以及三维建模的方法,对检测系统的浮动式补偿进行了定量分析,使得检测结果更加合理、准确,解决了检测系统安装条件严格的问题;其次,利用超声波可携带并传递信息的能力,摒弃了传统的利用水下电缆进行同步工作的方法,极大地提高了检测速率和效率,便于安装与检修,同时也避免了由于水文、盐度等水文环境的变化而对检测系统产生的不利影响。除此之外,针对水下超声波传感器发生损坏难以及时维修的状况,通过水下声波衍射强度分布以及非线性最小...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自动检测法
1.2.2 超声波侧扫式检测法
1.3 本文研究内容
2 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统及原理
2.1 系统综述
2.2 声波特性分析
2.2.1 声波方向特性
2.2.2 声波多途效应
2.2.3 声波速度特性
2.2.4 声波衰减特性
2.2.5 声波衍射效应
2.3 超声波传感器的研究
2.4 超声同步技术的研究
2.5 本章小结
3 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统下位机设计
3.1 下位机硬件系统架构
3.2 超声波发射与接收电路的设计
3.2.1 超声波发射电路设计
3.2.2 超声波接收解调放大电路设计
3.3 基于FPGA的数据采集模块设计
3.3.1 基于FPGA的数据采集模块硬件电路设计
3.3.2 基于FPGA的数据采集模块软件实现
3.4 基于ARM的数据融合模块设计
3.4.1 基于ARM的数据融合模块硬件电路设计
3.4.2 基于ARM的数据融合模块软件实现
3.5 本章小结
4 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统上位机开发
4.1 上位机系统数据处理设计
4.1.1 数据提取与分离
4.1.2 超声波检测数据浮动分析
4.1.3 随机噪声处理
4.1.4 变节距处理
4.1.5 超声检测数据归一化处理
4.1.6 幅值细分处理
4.2 吃水检测系统上位机软件开发
4.3 本章小结
5 系统测量结果与分析
5.1 救助与打捞工程实验室模拟实验
5.1.1 模拟实验系统设备
5.1.2 实验数据分析
5.2 向家坝升船机下游引航道现场实验
5.2.1 现场系统安装
5.2.2 向家坝升船机现场检测数据分析
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]向家坝水电站计算机监控系统设计及关键技术[J]. 李力,罗云. 水电与抽水蓄能. 2018(04)
[2]压力容器检验中超声衍射时差成像检测技术的应用[J]. 廖伟强. 中国新技术新产品. 2018(10)
[3]建设世界级高质量绿色发展先行区——金沙江流域可持续发展战略布局前瞻[J]. 朱勋克. 昭通学院学报. 2018(02)
[4]船舶吃水检测技术现状及分析[J]. 吕永祥,李吉祥,初秀民. 交通科技. 2017(05)
[5]车轴超声检测数据的滑动中值滤波算法[J]. 钱微冬,高晓蓉. 无损检测. 2017(09)
[6]基于超声波衍射时差法的ARM9超声波检测系统研究[J]. 郭涛. 信息系统工程. 2013(12)
[7]微控制器射频抗扰性与受测引脚类型的关系[J]. 粟涛,杨叶花,王自鑫,陈弟虎. 电波科学学报. 2013(04)
[8]混合式水位测量方法的探究[J]. 陈立辉,许伟强,何青. 水利信息化. 2012(01)
[9]超声散射CT技术发展综述[J]. 张蕾,宋文爱,杨顺明. CT理论与应用研究. 2011(03)
[10]浅谈电路中的阻抗匹配[J]. 刘芳. 科技风. 2010(09)
博士论文
[1]基于声传播谱的气体传感技术理论研究[D]. 张克声.华中科技大学 2013
[2]船舶自动识别系统（AIS）关键技术研究[D]. 刘畅.大连海事大学 2013
硕士论文
[1]基于卫星授时的高精度时间同步方法研究[D]. 陈伟.西安工业大学 2017
[2]升船机通航船舶吃水检测系统的研究[D]. 陆雷.大连海事大学 2017
[3]用音波信号测定法判定输气管线泄漏情况的研究[D]. 崔起佳.东北石油大学 2017
[4]浮动侧扫式船舶吃水检测系统的研究[D]. 王培滨.大连海事大学 2017
[5]浮动式船舶吃水检测系统的研究[D]. 刘占民.大连海事大学 2016
[6]船舶吃水检测系统的研究[D]. 刘新建.大连海事大学 2016
[7]高校指纹考勤评教终端系统设计[D]. 马占昭.青岛大学 2015
[8]网络化智能照明控制系统的设计[D]. 张华.大连理工大学 2014
[9]超细颗粒声波团聚机理及其在压燃式发动机上的探索[D]. 蔺锋.上海交通大学 2014
[10]移动式船舶违章信息采集系统的研究[D]. 刘娜娜.大连海事大学 2013
本文编号：3685643
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 课题概述
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题背景与意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 自动检测法
1.2.2 超声波侧扫式检测法
1.3 本文研究内容
2 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统及原理
2.1 系统综述
2.2 声波特性分析
2.2.1 声波方向特性
2.2.2 声波多途效应
2.2.3 声波速度特性
2.2.4 声波衰减特性
2.2.5 声波衍射效应
2.3 超声波传感器的研究
2.4 超声同步技术的研究
2.5 本章小结
3 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统下位机设计
3.1 下位机硬件系统架构
3.2 超声波发射与接收电路的设计
3.2.1 超声波发射电路设计
3.2.2 超声波接收解调放大电路设计
3.3 基于FPGA的数据采集模块设计
3.3.1 基于FPGA的数据采集模块硬件电路设计
3.3.2 基于FPGA的数据采集模块软件实现
3.4 基于ARM的数据融合模块设计
3.4.1 基于ARM的数据融合模块硬件电路设计
3.4.2 基于ARM的数据融合模块软件实现
3.5 本章小结
4 基于超声同步的浮动侧扫式吃水检测系统上位机开发
4.1 上位机系统数据处理设计
4.1.1 数据提取与分离
4.1.2 超声波检测数据浮动分析
4.1.3 随机噪声处理
4.1.4 变节距处理
4.1.5 超声检测数据归一化处理
4.1.6 幅值细分处理
4.2 吃水检测系统上位机软件开发
4.3 本章小结
5 系统测量结果与分析
5.1 救助与打捞工程实验室模拟实验
5.1.1 模拟实验系统设备
5.1.2 实验数据分析
5.2 向家坝升船机下游引航道现场实验
5.2.1 现场系统安装
5.2.2 向家坝升船机现场检测数据分析
结论
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]向家坝水电站计算机监控系统设计及关键技术[J]. 李力,罗云. 水电与抽水蓄能. 2018(04)
[2]压力容器检验中超声衍射时差成像检测技术的应用[J]. 廖伟强. 中国新技术新产品. 2018(10)
[3]建设世界级高质量绿色发展先行区——金沙江流域可持续发展战略布局前瞻[J]. 朱勋克. 昭通学院学报. 2018(02)
[4]船舶吃水检测技术现状及分析[J]. 吕永祥,李吉祥,初秀民. 交通科技. 2017(05)
[5]车轴超声检测数据的滑动中值滤波算法[J]. 钱微冬,高晓蓉. 无损检测. 2017(09)
[6]基于超声波衍射时差法的ARM9超声波检测系统研究[J]. 郭涛. 信息系统工程. 2013(12)
[7]微控制器射频抗扰性与受测引脚类型的关系[J]. 粟涛,杨叶花,王自鑫,陈弟虎. 电波科学学报. 2013(04)
[8]混合式水位测量方法的探究[J]. 陈立辉,许伟强,何青. 水利信息化. 2012(01)
[9]超声散射CT技术发展综述[J]. 张蕾,宋文爱,杨顺明. CT理论与应用研究. 2011(03)
[10]浅谈电路中的阻抗匹配[J]. 刘芳. 科技风. 2010(09)
博士论文
[1]基于声传播谱的气体传感技术理论研究[D]. 张克声.华中科技大学 2013
[2]船舶自动识别系统（AIS）关键技术研究[D]. 刘畅.大连海事大学 2013
硕士论文
[1]基于卫星授时的高精度时间同步方法研究[D]. 陈伟.西安工业大学 2017
[2]升船机通航船舶吃水检测系统的研究[D]. 陆雷.大连海事大学 2017
[3]用音波信号测定法判定输气管线泄漏情况的研究[D]. 崔起佳.东北石油大学 2017
[4]浮动侧扫式船舶吃水检测系统的研究[D]. 王培滨.大连海事大学 2017
[5]浮动式船舶吃水检测系统的研究[D]. 刘占民.大连海事大学 2016
[6]船舶吃水检测系统的研究[D]. 刘新建.大连海事大学 2016
[7]高校指纹考勤评教终端系统设计[D]. 马占昭.青岛大学 2015
[8]网络化智能照明控制系统的设计[D]. 张华.大连理工大学 2014
[9]超细颗粒声波团聚机理及其在压燃式发动机上的探索[D]. 蔺锋.上海交通大学 2014
[10]移动式船舶违章信息采集系统的研究[D]. 刘娜娜.大连海事大学 2013
本文编号：3685643
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