CN114166158A - 一种测深仪计量检测校准系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测深仪计量检测校准系统及其方法，属于检测设备技术领域技术领域，包括标准水池、设置在所述标准水池相对称侧边上的两个连接杆、与两个所述连接杆相连接并位于所述标准水池水体上方的运行导轨、滑动连接在运行导轨上的滑动块、设置在所述滑动块上表面的激光反射靶、固定在所述滑动块的下表面的测深仪反射挡板、滑动连接在运行导轨上的测车、安装于所述测车上表面的激光测距仪和回声测深仪；该测深仪计量检测校准系统及其方法，通过激光测距仪可发射激光至激光反射靶处进行反射进行精准测距，通过将回声测深仪纵向测深改为横向测长，使检定过程脱离大型深水池的束缚，通过多次比对提高对回声测深仪检定的准确性。

Description

一种测深仪计量检测校准系统及其方法

技术领域

本发明属于检测设备技术领域技术领域，具体涉及测深仪计量检测校准系统及其方法。

背景技术

单波束测深仪与多波束测深仪时水下测量项目中的常用设备，广泛用于水下地形测绘、水运工程航道测量、海洋工程测量与调查以及水底勘测等领域，目前来看，多数工程项目中对各类测深仪的测距精度要求越来越高，因此国内对各类测深仪计量检定的要求越来越高。

但是现有技术在实际使用时，我国能开展测深仪性能计量检定的实验室相对较少，因为测深仪校准需要大型的实验水池的支撑，而且向下开挖大型深水池是不现实的，由于受到水池尺寸的限制，测深校准范围一般不会超过五十米，而且现有的各类测深仪的测距精度不高，因此，需要研发一种检测校准系统来解决现有的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测深仪计量检测校准系统及其方法，以解决测深仪计量检测校准精度不高的问题。解决测深仪等水深设备的溯源问题

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种测深仪计量检测校准系统，包括标准水池、设置在所述标准水池相对称侧边上的两个连接杆、与两个所述连接杆相连接并位于所述标准水池水体上方的运行导轨、滑动连接在运行导轨上的滑动块、设置在所述滑动块上表面的激光反射靶、固定在所述滑动块的下表面的测深仪反射挡板、滑动连接在运行导轨上的测车、安装于所述测车上表面的激光测距仪和回声测深仪；

其中，所述测车的下表面固定设置有定位杆，所述定位杆的下端面设置有连接套管，所述连接套管连接有水平横向设置的测深仪换能器，所述测深仪换能器动态获取与所述测深仪反射挡板的距离；

所述激光测距仪发射激光至激光反射靶获取两者之间的距离。

优选的，所述测车的两侧设置有转动轮，所述转动轮活动连接在所述运行导轨开设的滑槽内壁。

优选的，所述转动轮与马达输出轴相连接，且所述转动轮的运行速度区间为0-2000mm/min。

优选的，所述激光测距仪为全站仪，所述全站仪设置于测车上表面中点装置处，调整螺旋并整平，检测时将测深仪深入至1/2水深处，使全站仪中心轴与位于水下的测深仪换能器表面处在同一平面内，反射面朝向挡板。

优选的，两个所述连接杆分别固定焊接在两个运行导轨的两端，所述运行导轨的材质为不锈钢。

优选的，所述标准水池的侧面连接有排水管，所述排水管的连接有开关阀。

优选的，所述回声测深仪和测深仪换能器通过导线连接，所述导线外层设置有防水绝缘材料，具有防水性，提高使用寿命。

优选的，所述激光反射靶朝向所述激光测距仪的表面与测深仪反射挡板朝向测深仪换能器的表面齐平，且所述激光反射靶的高度为测深仪反射挡板高度的1/3，所述测深仪反射挡板远离滑动块的端面延伸至所述标准水池底部，且所述测深仪反射挡板的高度与标准水池的深度相同。

优选的，所述激光测距仪的激光发射口前端面与测深仪换能器的发射前端面处于同一水平面。

优选的，所述定位杆的数量为两个，固定在测车的下端面，且所述定位杆的长度为所述标准水池的深度的1/2,其下端面固定的所述连接套管轴线与所述测深仪换能器呈同一直线分布，且所述连接套管位于所述标准水池水深处的中点位置，并通过活动卡接与所述测深仪换能器相连接。

本发明还提供一种测深仪计量检测校准系统的使用方法，包括以下步骤：

S1、回声测深仪采集并记录测深仪换能器水平发射超声波至测深仪反射挡板处并反射后得到测量水中距离；

S2、通过激光测距仪发射激光至激光反射靶处进行反射得到两者的水上距离，将水上距离与回声测深仪测得的水中距离进行比对，检测回声测深仪测得的距离是否有偏差；

S3、测车均匀移动选取若干测试点，并将不同测试点处回声测深仪测得的结果与激光测距仪测得的结果进行比对，检定回声测深仪测深的准确性；

S4、在测车均匀移动至运行导轨一端的过程中，若测深仪换能器反射回波时间等于发射波脉冲宽度时，发射脉冲和接收脉冲在回声测深仪的显示器中无法分辨，此时回声测深仪示值杂乱无法读出稳定值，该点为最小测量深度，此时读取激光测距仪的测距为回声测深仪的测量盲区。

本发明的技术效果和优点：该测深仪计量检测校准系统及其方法，通过激光测距仪可发射激光至激光反射靶处进行反射进行精准测距，并与回声测深仪测得的距离进行比对，看回声测深仪测得的距离是否有偏差，测车均匀移动可选取不同的点可进行距离测量，并将不同点处回声测深仪测得的结果与激光测距仪测得的结果进行比对，来检定回声测深仪测深的准确性，通过将回声测深仪纵向测深改为横向测长，使检定过程脱离大型深水池的束缚，通过多次比对提高对回声测深仪检定的准确性；

同时，通过保证激光测距仪和测深仪换能器同基准、同靶面，使得水下和水上的测距相同，将两者测得的结果进行比对，提高了对回声测深仪计量检定的准确性，在测车均匀缓慢地移动至运行导轨一端的过程中，当测深仪换能器反射回波时间等于发射波脉冲宽度时，发射脉冲和接收脉冲在回声测深仪的显示器中无法分辨，此时回声测深仪示值杂乱无法读出稳定值，该点为最小测量深度，通过读取激光测距仪的测距可得知回声测深仪的测量盲区，更好的掌握回声测深仪的测深性能；

本发明解决了手持式激光测距仪在光照条件下（光照太强，激光无法收到信号导致无法测距）无法正常测距的问题，将全站仪设置在检测车上表面并强制对中螺钉处，调整螺旋并整平，检测时将测深仪换能器固定在测车定位器上，测车可改变换能器和测深仪反射挡板之间的距离，将回声测深仪深入至1/2水深处，使全站仪中心轴与位于水下的测深仪换能器表面处在同一平面内，反射面朝向挡板，将激光反射靶和测深仪反射挡板在同一平面内，从而保证水面上距离和水下测量距离相等，实现在不同光照条件下毫米级精度溯源。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为本发明测深仪计量检测校准系统正剖图；

图3为本发明测深仪计量检测校准系统标准水池俯视图；

图4为本发明测深仪计量检测校准系统标准水池俯视图；

图5为本发明测深仪计量检测校准系统滑槽结构示意图。

图中：1、标准水池；2、连接杆；3、运行导轨；4、测车；5、激光测距仪；6、回声测深仪；7、定位杆；8、测深仪换能器；9、滑动块；10、激光反射靶；11、测深仪反射挡板；12、连接套管；13、滑槽；14、导线；15、排水管；16、开关阀。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了如图1-图5中所示的一种测深仪计量检测校准系统，如图2所示，包括标准水池1、本实施例中，标准水池1的尺寸为8000㎝×150㎝×150㎝，如图3所示，设置在所述标准水池1相对称侧边上的两个连接杆2、与两个所述连接杆2相连接并位于所述标准水池1水体上方的运行导轨3、如图4所示，滑动连接在运行导轨3上的滑动块9、设置在所述滑动块9上表面的激光反射靶10、固定在所述滑动块9的下表面的测深仪反射挡板11、如图5所示，滑动连接在运行导轨3上的测车4、安装于所述测车4上表面的激光测距仪5和回声测深仪6；回声测深仪6和测深仪换能器8通过导线14连接，导线14外层设置有防水绝缘材料，具有防水性，提高使用寿命；

所述测车4的两侧设置有转动轮，转动轮活动连接在所述运行导轨3开设的滑槽13内壁，本实施例中，转动轮与马达输出轴相连接，且所述转动轮的运行速度区间为0-2000mm/min，所述激光测距仪5的激光发射口前端面与测深仪换能器8的发射前端面处于同一水平面，使校准的精度更高；

测车4的下表面固定设置有定位杆7，定位杆7的下端面设置有连接套管12，连接套管12连接有水平横向设置的测深仪换能器8，测深仪换能器8动态获取与所述测深仪反射挡板11的距离；定位杆7的数量为两个，在运行时不会晃动，固定在测车4的下端面，且所述定位杆7的长度为所述标准水池1的深度的1/2,有利于在运动过程中的连续性，其下端面固定的所述连接套管12轴线与测深仪换能器8呈同一直线分布，且所述连接套管12位于所述标准水池1水深处的中点位置，有利于反射时最佳角度，提高测量的精度，并通过活动卡接与所述测深仪换能器8相连接，方便拆卸，减少了测量过程中安装时间，提高了工作效率，激光反射靶10朝向所述激光测距仪5的表面与测深仪反射挡板11朝向测深仪换能器8的表面齐平，两者位于同一水平面，有利于减少测量的误差，激光反射靶10的高度为测深仪反射挡板11高度的1/3，更好的提供反射的角度，测深仪反射挡板11远离滑动块9的端面延伸至所述标准水池1底部，测深仪反射挡板11的高度与标准水池1的深度相同，防止因测深仪换能器8的晃动，造成无法获取距离的问题，

激光测距仪5发射激光至激光反射靶10获取两者之间的距离；

本实施例中，运行导轨3的长度为8000㎝，两个所述连接杆2分别固定焊接在两个运行导轨3的两端，运行导轨3的材质为不锈钢，通过连接杆2将两个运行导轨3连成一体，使得测车4在运行时更加稳定；

本实施例中，标准水池1的侧面连接有排水管15，排水管15的连接有开关阀16，通过排水管15可将标准水池1内的水排掉，进行换水操作。

本发明还提供一种测深仪计量检测校准系统的使用方法，如图1所示，包括以下步骤：

S1、回声测深仪6采集并记录测深仪换能器8水平发射超声波至测深仪反射挡板11处并反射后得到测量水中距离；

S2、通过激光测距仪5发射激光至激光反射靶10处进行反射得到两者的水上距离，将水上距离与回声测深仪6测得的水中距离进行比对，检测回声测深仪6测得的距离是否有偏差；

S3、测车4均匀移动选取若干测试点，并将不同测试点处回声测深仪6测得的结果与激光测距仪5测得的结果进行比对，检定回声测深仪6测深的准确性；

S4、在测车4均匀移动至运行导轨3一端的过程中，若测深仪换能器8反射回波时间等于发射波脉冲宽度时，发射脉冲和接收脉冲在回声测深仪6的显示器中无法分辨，此时回声测深仪6示值杂乱无法读出稳定值，该点为最小测量深度，此时读取激光测距仪5的测距为回声测深仪6的测量盲区。

该发明通过将测深仪换能器8由竖直向下发射改为水平横向发射超声波，将测深变为测距，回声测深仪6通过测深仪换能器8可水平发射超声波至测深仪反射挡板11处并反射可进行测距，并通过回声测深仪6进行记录，此时通过激光测距仪5可发射激光至激光反射靶10处进行反射进行精准测距，测量测深仪换能器8与测深仪反射挡板11的距离，并与回声测深仪6测得的距离进行比对，看回声测深仪6测得的距离是否有偏差，测车4均匀移动可选取不同的点可进行测量，并将不同点处回声测深仪6测得的结果与激光测距仪5测得的结果进行比对，来检定回声测深仪6测深的准确性，将纵向测深改为横向测长，使得检定过程脱离了大型深水池的束缚，提高对回声测深仪6检定的准确性。该发明还通过保证激光测距仪5和测深仪换能器8同基准、同靶面，使得水下和水上的测距相同，将两者测得的结果进行比对，提高了对回声测深仪6计量检定的准确性，在测车4均匀缓慢地移动至运行导轨3一端的过程中，当测深仪换能器8反射回波时间等于发射波脉冲宽度时，发射脉冲和接收脉冲在回声测深仪6的显示器中无法分辨，此时回声测深仪6示值杂乱无法读出稳定值，该点为最小测量深度，通过读取激光测距仪5的测距可得知回声测深仪6的测量盲区，更好的掌握回声测深仪6的测深性能。

实施例2：

本实施例与实施例1不同的是，所述激光测距仪5为全站仪，全站仪设置于测车4上表面中点装置处，调整螺旋并整平，检测时将测深仪深入至1/2水深处，使全站仪中心轴与位于水下的测深仪换能器8表面处在同一平面内，反射面朝向挡板,本实施例中，将全站仪设置在测车4上表面并强制对中螺钉处，调整螺旋并整平，检测时将测深仪换能器8固定在测车4定位器上，测车4可改变测深仪换能器8和测深仪反射挡板11之间的距离，将回声测深仪6深入至1/2水深处，使全站仪中心轴与位于水下的测深仪换能器8表面处在同一平面内，反射面朝向挡板，将激光反射靶10和测深仪反射挡板11在同一平面内，从而保证水面上距离和水下测量距离相等，实现在不同光照条件下毫米级精度溯源。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：包括标准水池（1）、设置在所述标准水池（1）相对称侧边上的两个连接杆（2）、与两个所述连接杆（2）相连接并位于所述标准水池（1）水体上方的运行导轨（3）、滑动连接在运行导轨（3）上的滑动块（9）、设置在所述滑动块（9）上表面的激光反射靶（10）、固定在所述滑动块（9）的下表面的测深仪反射挡板（11）、滑动连接在运行导轨（3）上的测车（4）、安装于所述测车（4）上表面的激光测距仪（5）和回声测深仪（6）；

其中，所述测车（4）的下表面固定设置有定位杆（7），所述定位杆（7）的下端面设置有连接套管（12），所述连接套管（12）连接有水平横向设置的测深仪换能器（8），所述测深仪换能器（8）获取与所述测深仪反射挡板（11）的距离；

所述激光测距仪（5）发射激光至激光反射靶（10）获取两者之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述测车（4）的两侧设置有转动轮，所述转动轮活动连接在所述运行导轨（3）开设的滑槽（13）内壁，所述转动轮与马达输出轴相连接，且所述转动轮的运行速度区间为0-2000mm/min。

3.根据权利要求2所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述激光测距仪（5）为全站仪，所述全站仪设置于测车（4）上表面中点装置处，调整螺旋并整平，检测时将测深仪深入至1/2水深处，使全站仪中心轴与位于水下的测深仪换能器（8）表面处在同一平面内，反射面朝向挡板。

4.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：两个所述连接杆（2）分别固定焊接在两个运行导轨（3）的两端，所述运行导轨（3）的材质为不锈钢。

5.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述标准水池（1）的侧面连接有排水管（15），所述排水管（15）的连接有开关阀（16）。

6.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述回声测深仪（6）和测深仪换能器（8）通过导线（14）连接，所述导线（14）外层设置有防水绝缘材料。

7.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述激光反射靶（10）朝向所述激光测距仪（5）的表面与测深仪反射挡板（11）朝向测深仪换能器（8）的表面齐平，且所述激光反射靶（10）的高度为测深仪反射挡板（11）高度的1/3，所述测深仪反射挡板（11）远离滑动块（9）的端面延伸至所述标准水池（1）底部，且所述测深仪反射挡板（11）的高度与标准水池（1）的深度相同。

8.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于：所述激光测距仪（5）的激光发射口前端面与测深仪换能器（8）的发射前端面处于同一水平面。

9.根据权利要求1所述的一种测深仪计量检测校准系统，其特征在于： 所述定位杆（7）的数量为两个，固定在测车（4）的下端面，且所述定位杆（7）的长度为所述标准水池（1）的深度的1/2,其下端面固定的所述连接套管（12）轴线与所述测深仪换能器（8）呈同一直线分布，且所述连接套管（12）位于所述标准水池（1）水深处的中点位置，并通过活动卡接与所述测深仪换能器（8）相连接。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的测深仪计量检测校准系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、回声测深仪（6）采集并记录测深仪换能器（8）水平发射超声波至测深仪反射挡板（11）处并反射后得到测量水中距离；

S2、通过激光测距仪（5）发射激光至激光反射靶（10）处进行反射得到两者的水上距离，将水上距离与回声测深仪（6）测得的水中距离进行比对，检测回声测深仪（6）测得的距离是否有偏差；

S3、测车（4）均匀移动选取若干测试点，并将不同测试点处回声测深仪（6）测得的结果与激光测距仪（5）测得的结果进行比对，检定回声测深仪（6）测深的准确性；

S4、在测车（4）均匀移动至运行导轨（3）一端的过程中，若测深仪换能器（8）反射回波时间等于发射波脉冲宽度时，发射脉冲和接收脉冲在回声测深仪（6）的显示器中无法分辨，此时回声测深仪（6）示值杂乱无法读出稳定值，该点为最小测量深度，此时读取激光测距仪（5）的测距为回声测深仪（6）的测量盲区。

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