组合式超声波船舶水密舱舱口测漏仪的制作方法

本实用新型涉及船舶水密舱的水密性检测技术，特别是一种船舶水密舱舱口测漏仪。

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。英国的CARGO-SAFE检测仪在调整开口值时很容易造成误差；比利时的SDT-sherlog检测仪在测量时需要不断调整增益值，并且需要通过使用者来计算测量值，使增益值及测量值相加接近100，检测结果具有可变性；英国的HATCH-SURE检测仪在0-40db区间内的测量值偏离真实值。

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检测结果准确、价格低廉、易于操作控制、具有良好可读性的组合式超声波船舶水密舱舱口测漏仪。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

组合式超声波船舶水密舱舱口测漏仪，包括发射器和接收器，所述的发射器包括电源模块A、超声波驱动模块、超声波发射探头、超声波功率调节及反馈模块、单片机模块A、显示模块A和无线通信模块A；所述的电源模块A包括升压模块和降压模块；所述的超声波驱动模块分别与电源模块A、超声波功率调节及反馈模块和超声波发射探头连接，所述的单片机模块A分别与显示模块A、无线通信模块A和超声波功率调节及反馈模块连接；

所述的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B、显示模块B、无线通信模块B、电源模块B、储存模块、音频处理模块和USB通信模块；所述的单片机模块B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B和无线通信模块B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B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；所述的超声波驱动模块为超声波BUCK驱动模块；所述的单片机模块B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通信模块将接收器与电脑连接起来，将显示模块B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B发送指令、调整显示模块B的亮度。

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、本实用新型的发射器产生的方波信号同时，根据接收器混频模块的设置增加了类似音乐/报警类的频率，这使得发射器产生的超声波信号具有唯一性，该方式有助于在恶劣工况下区别于自然环境中的超声波(船舶在码头等处靠泊时，码头吊机、船用压缩空气、电焊机都会产生干扰性的超声波)。

3、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。

4、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。

5、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。

附图说明

图1是本实用新型的发射器结构示意图。

图2是本实用新型的接收器结构示意图。

图3是本实用新型的发射器工作流程示意图。

图4是本实用新型的接收器工作流程示意图。

图5是本实用新型的组合式测漏仪工作流程图。

图中：1、电源模块A，2、超声波驱动模块，3、超声波发射探头，4、超声波功率调节及反馈模块，5、单片机模块A，6、显示模块A，7、无线通信模块A，8、超声波接收探头，9、前置正相信号放大器模块，10、混频模块，11、反相信号放大器模块，12、多阶带通滤波模块，13、对数转换及曲率恢复模块，14、单片机模块B，15、显示模块B，16、无线通信模块B，17、电源模块B，18、储存模块，19、键盘模块，20、音频处理模块，21、耳机或喇叭，22、USB通信模块。

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1-5所示，组合式超声波船舶水密舱舱口测漏仪，包括发射器和接收器，所述的发射器包括电源模块A1、超声波驱动模块2、超声波发射探头3、超声波功率调节及反馈模块4、单片机模块A5、显示模块A6和无线通信模块A7；所述的电源模块A1包括升压模块和降压模块；所述的超声波驱动模块2分别与电源模块A1、超声波功率调节及反馈模块4和超声波发射探头3连接，所述的单片机模块A5分别与显示模块A6、无线通信模块A7和超声波功率调节及反馈模块4连接；

所述的接收器包括超声波接收探头8、前置正相信号放大器模块9、混频模块10、反相信号放大器模块11、多阶带通滤波模块12、对数转换及曲率恢复模块13、单片机模块B14、显示模块B15、无线通信模块B16、电源模块B17、储存模块18、音频处理模块20和USB通信模块22；所述的单片机模块B14分别与前置正相信号放大器模块9、混频模块10、反相信号放大器模块11、对数转换及曲率恢复模块13、显示模块B15和无线通信模块B16连接；所述的前置正相信号放大器模块9分别与超声波接收探头8、电源模块B17和混频模块10连接，所述的多阶带通滤波模块12分别与反相信号放大器模块11、对数转换及曲率恢复模块13和音频处理模块20连接；所述的音频处理模块20与耳机或喇叭21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；所述的超声波驱动模块2为超声波BUCK驱动模块；所述的单片机模块B14分别与键盘模块19和储存模块18连接。

进一步地，所述的前置正相信号放大器模块9、反相信号放大器模块11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12包括多阶带通滤波器。

进一步地，所述的USB通信模块22作为通讯工具，通过USB通信模块22将接收器与电脑连接起来，将显示模块B15及储存模块18中的信息实时发送至电脑中。

进一步地，所述的键盘模块19用于选取开口值、储存实时测量值、控制无线通信模块B16发送指令、调整显示模块B15的亮度。

本实用新型的操作方法，包括以下步骤：

A、检测前，打开水密舱的下舱通道或者舱盖预留口，将发射器放置于船舶水密舱舱底的居中位置；

B、在水密舱外使用接收器测量进出舱通道或者舱盖预留口开口的超声波分贝值，并将所测得的分贝值记为100％开口值；

C、关闭下舱通道或者舱盖预留口；

D、使用超声波接收探头8在靠近水密舱舱口密封结合处进行测量；

E、当某处测得发射器发出的超声波时，即判断此处存在可疑漏点，当某处测得的超声波分贝值大于10％开口值时，则明确判断此处漏点已不能满足水密要求。

进一步地，步骤A所述的发射器的工作方法，包括以下步骤：

A1、开机，自检，并检查电源模块A1状态；

A2、检查无线通信模块A7的控制开关的状态；如果是“打开”状态，则转步骤A3；否则转步骤A4；

A3、等待接收器发送的无线信号指令，在接收到无线信号指令后转步骤A4；

A4、由单片机模块A5产生方波信号并发送到超声波驱动模块2；单片机模块A5同时根据无线通信模块A7接收到的无线信号控制方波的产生或停止；

A5、超声波功率调节及反馈模块4根据检测区域大小调整超声波功率并将超声波功率调整结果反馈到显示模块A6；

A6、超声波驱动模块2驱动超声波发射器探头发射超声波。

进一步地，步骤A4所述的方波信号的核心频率为39-41KHz。

进一步地，步骤D所述的接收器的工作方法，包括以下步骤：

D1、开机，自检，并检查电源模块B17状态和储存模块18状态；

D2、检查无线通信模块A7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19向单片机模块B14输入指令，由单片机模块B14通过无线通信模块B16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9固定正相增益；经由单片机模块B14控制混频模块10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11反相放大，经多阶带通滤波模块12滤除杂波，最后将得到的有用的频率分量分成两路；

D5、一路通过对数转换及曲率恢复模块13进行放大，经单片机模块B14进行模数转换后以伏特分贝dBV为单位显示在显示模块B15中并同步存入储存模块18；另一路通过音频处理模块20从耳机或扬声器中实时播放出来。

进一步地，步骤D4所述的反相信号放大器模块11与前置放大器模块同时受单片机模块B14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。

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。