CN116299493A - 断面异物预警声纳系统及预警方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及预警系统技术领域，具体涉及一种断面异物预警声纳系统及预警方法，使用时数据处理工作站启动声呐单元中的一个；声呐单元发出超声波高压激励脉冲后接收水下物体及河床的回波信号；回波信号进行数字滤波和预处理后将数据打包发送至网络交换机；第二光纤收发器将网络交换机的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；第一光纤收发器将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站，同时通知下一个声呐单元启动探测；数据处理工作站合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；数据处理工作站依据收到的声呐单元信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息。
Description
技术领域
本发明涉及安全预警技术领域，尤其涉及一种断面异物预警声纳系统及预警方法。
背景技术
目前，国内大多数核电厂建在海边和湖泊附近，以方便取用冷却水。取水口是核电厂的重要水源地，核电厂大部分设备的冷却水和厂用水均通过取水口获得，因此，取水口冷源的可靠性直接影响核电厂的安全性和经济性。
近年来，随着全球大环境的变化，核电厂取水口堵塞事件频繁发生，2004—2008年国内外共有61起，其中大部分事件都引起了机组的降功率，部分引起了停堆，还有部分事件甚至直接对核电厂安全相关系统造成了影响，中广核集团在各营运电厂对海生物入侵问题也采取了一系列拦截和防治措施，比如在取水口前加装全断面式的拦截滤网对海生物进入取水口实现预拦截，应对海面溢油的雷达探测装置等，虽缓解了部分海生物入侵的问题，但面对变化多样的海洋环境和海生物种类仍存在缺陷和不足。而且核电厂冷源安全保障目前基本上全部靠人工处置，也没有探测预警系统作为技术支撑。
目前对于电厂取水口异物预警主要有以下几种方式：卫星和视频视觉识别，人工拉网。其中卫星及视觉识别只能对水面漂浮异物进行预警；人工拉网方式费时费力，且在宽阔水面无明显目标，效果不明显。
发明内容
本发明的目的在于提供一种断面异物预警声纳系统及预警方法，旨在解决卫星和视频视觉识别，人工拉网。其中卫星及视觉识别只能对水面漂浮异物进行预警；人工拉网方式费时费力，且在宽阔水面无明显目标，效果不明显的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种断面异物预警声纳系统，包括系统本体；所述系统本体包括数据处理工作站、多个声呐单元、网络交换机、第一光纤收发器、第二光纤收发器、水下光纤、DC供电系统、事件在线打印机和显示器；
所述数据处理工作站与所述显示器连接，所述第一光纤收发器与所述数据处理工作站连接，所述第二光纤收发器通过所述水下光纤与所述第一光纤收发器连接，所述网络交换机与所述第二光纤收发器连接，若干所述声呐单元与所述网络交换机连接，所述预警短信息发送单位与所述数据工作站连接，所述DC供电系统与所述网络交换机连接，且与所述声呐单元连接，所述事件在线打印机与所述数据处理工作站连接，所述预警信息发送单元与所述数据处理工作站连接。
其中，所述声呐单元具有三个换能器，所述三个换能器串联排列组成声呐单元
其中，所述系统本体还包括流速传感器和水位传感器，所述流速传感器与所述网络交换机连接，所述水位传感器与所述网络交换机连接
其中，所述系统本体还包括互联网接入路由器，所述与数据处理工作站连接
第二方面本发明还提供一种断面异物预警声纳系统的使用方法，包括以下步骤：
通过所述数据处理工作站启动所述声呐单元中的一个；
所述声呐单元发出超声波高压激励脉冲；
所述声呐单元接收水下物体及河床的回波信号；
所述声呐单元对回波信号进行数字滤波；
所述声纳单元对回波信号进行预处理，并自适应发射功率，调节接收增益所述声呐单元对数据打包发送至所述网络交换机；
所述第二光纤收发器将所述网络交换机的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；
第一光纤收发器将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站；
所述数据处理工作站处理收到数据，同时通知下一个声呐单元启动探测；
所述数据处理工作站合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；
所述数据处理工作站依据收到的声呐单元信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息；
所述数据处理工作站对接收的数据和报警信息实时存储至系统硬盘，可以永久保存。
本发明的一种断面异物预警声纳系统及预警方法，通过所述数据处理工作站启动所述声呐单元中的一个；所述声呐单元发出超声波高压激励脉冲；所述声呐单元接收水下物体及河床的回波信号；所述声呐单元对回波信号进行数字滤波；所述声纳单元对回波信号进行预处理，并自适应发射功率，调节接收增益所述声呐单元对数据打包发送至所述网络交换机；所述第二光纤收发器将所述网络交换机的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；第一光纤收发器将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站；所述数据处理工作站处理收到数据，同时通知下一个声呐单元启动探测；所述数据处理工作站合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；所述数据处理工作站依据收到的声呐单元信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息；所述数据处理工作站对接收的数据和报警信息实时存储至系统硬盘，可以永久保存，解决了卫星和视频视觉识别，人工拉网。其中卫星及视觉识别只能对水面漂浮异物进行预警；人工拉网方式费时费力，且在宽阔水面无明显目标，效果不明显的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的一种断面异物预警声纳系统结构图。
图2是本发明提供的一种断面异物预警声纳系统结构示意图。
图3是本发明提供的一种断面异物预警声纳系统的声呐单位安装示意图。
101-显示器、102-数据处理工作站、103-第一光纤收发器、104-水下光纤、105-第二光纤收发器、106-DC供电系统、107-网络交换机、108-流速传感器和水位传感器、109-声呐单元、110-互联网接入路由器、111-事件在线打印机、111-预警信息发送单元、112-换能器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
第一方面
请参阅图1至图2，本发明提供一种断面异物预警声纳系统，包括系统本体：
所述系统本体包括数据处理工作站102、多个声呐单元109、网络交换机107、第一光纤收发器103、第二光纤收发器105、水下光纤104、DC供电系统106、事件在线打印机110和显示器101；
所述数据处理工作站102与所述显示器101连接，所述第一光纤收发器103与所述数据处理工作站102连接，所述第二光纤收发器105通过所述水下光纤104与所述第一光纤收发器103连接，所述网络交换机107与所述第二光纤收发器105连接，若干所述声呐单元109与所述网络交换机107连接，所述预警短信息发送单位111与所述数据工作站连接，所述DC供电系统106与所述网络交换机107连接，且与所述声呐单元109连接，所述事件在线打印机110与所述数据处理工作站102连接，所述预警信息发送单元与所述数据处理工作站102连接，使用时数据处理工作站102启动声呐单元109中的一个；声呐单元109发出超声波高压激励脉冲后接收水下物体及河床的回波信号；回波信号进行数字滤波和预处理后将数据打包发送至网络交换机107；第二光纤收发器105将网络交换机107的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；第一光纤收发器103将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站102，同时通知下一个声呐单元109启动探测；数据处理工作站102合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；数据处理工作站102依据收到的声呐单元109信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息。
其中，所述声呐单元109具有三个换能器112，所述三个换能器112串联排列组成声呐单元109，通过三个换能器112进行接收，接收到相识回拨提高数据的准确度。
其中，所述系统本体还包括流速传感器和水位传感器108，所述流速传感器与所述网络交换机107连接，所述水位传感器与所述网络交换机107连接，通过流速传感器和水位传感器108接收数据从而判断水中随着时间的改变物体的移动。
其中，所述系统本体还包括互联网接入路由器110，所述与数据处理工作站102连接，用于为所述数据处理工作站102提供良好的网络信号。
本发明的一种断面异物预警声纳系统及预警方法，通过所述数据处理工作站102启动所述声呐单元109中的一个；所述声呐单元109发出超声波高压激励脉冲；所述声呐单元109接收水下物体及河床的回波信号；所述声呐单元109对回波信号进行数字滤波；所述声纳单元对回波信号进行预处理，并自适应发射功率，调节接收增益所述声呐单元109对数据打包发送至所述网络交换机107；所述第二光纤收发器105将所述网络交换机107的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；第一光纤收发器103将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站102；所述数据处理工作站102处理收到数据，同时通知下一个声呐单元109启动探测；所述数据处理工作站102合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；所述数据处理工作站102依据收到的声呐单元109信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息；所述数据处理工作站102对接收的数据和报警信息实时存储至系统硬盘，可以永久保存，解决了卫星和视频视觉识别，人工拉网。其中卫星及视觉识别只能对水面漂浮异物进行预警；人工拉网方式费时费力，且在宽阔水面无明显目标，效果不明显的问题。
第二方面
一种断面异物预警声纳系统的使用方法，包括以下步骤：
S1通过所述数据处理工作站启动所述声呐单元中的一个；
S2所述声呐单元发出超声波高压激励脉冲；
S3所述声呐单元接收水下物体及河床的回波信号；
S4所述声呐单元对回波信号进行数字滤波；
S5所述声纳单元对回波信号进行预处理，并自适应发射功率，调节接收增益
S6所述声呐单元对数据打包发送至所述网络交换机；
S7所述第二光纤收发器将所述网络交换机的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；
S8第一光纤收发器将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站；
S9所述数据处理工作站处理收到数据，同时通知下个声呐单元启动探测；
S10所述数据处理工作站合并分析网络内全部声纳单元信息，并对探测水域做出安全评估；
S11所述数据处理工作站依据收到的声呐单元信息进行安全评估等级发出预警信息，可以发送邮件、短信息；
S12所述数据处理工作站对接收的数据和报警信息实时存储至系统硬盘，可以永久保存。
有益效果：
1、远距离预警:按监测水域流速v,本系统探测距离D,可以提供预警时间t＝D/v,如距离D＝200m,流速v＝1m/s,可以提供3分钟以上的时间供作业人员做出应急处置响应，如果将本系统向前部署，将能提供更长的应急处理时间。
2、声呐波束覆盖范围内，高于声纳系统分辨率的目标物体都将产生回波，并经信号处理后，显示为彩色图像。
以上所揭露的仅为本发明一种断面异物预警声纳系统及预警方法较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种断面异物预警声纳系统，其特征在于，包括系统本体；
所述系统本体包括数据处理工作站、多个声呐单元、网络交换机、第一光纤收发器、第二光纤收发器、水下光纤、DC供电系统、预警信息发送单元、事件在线打印机和显示器；
所述数据处理工作站与所述显示器连接，所述第一光纤收发器与所述数据处理工作站连接，所述第二光纤收发器通过所述水下光纤与所述第一光纤收发器连接，所述网络交换机与所述第二光纤收发器连接，若干所述声呐单元与所述网络交换机连接，所述预警短信息发送单位与所述数据工作站连接，所述DC供电系统与所述网络交换机连接，且与所述声呐单元连接，所述事件在线打印机与所述数据处理工作站连接，所述预警信息发送单元与所述数据处理工作站连接。
2.如权利要求1所述的一种断面异物预警声纳系统，其特征在于，
所述声呐单元具有三个换能器，所述三个换能器串联排列组成声呐单元。
3.如权利要求2所述的一种断面异物预警声纳系统，其特征在于，
所述系统本体还包括流速传感器和水位传感器，所述流速传感器与所述网络交换机连接，所述水位传感器与所述网络交换机连接。
4.如权利要求3所述的一种断面异物预警声纳系统，其特征在于，
所述系统本体还包括互联网接入路由器，所述与数据处理工作站连接。
5.一种断面异物预警声纳系统的使用方法，采用入权利要求1～4所述的一种断面异物预警声纳系统，其特征在于，
包括：通过所述数据处理工作站启动所述声呐单元中的一个；
所述声呐单元发出超声波高压激励脉冲；
所述声呐单元接收水下物体及河床的回波信号；
所述声呐单元对回波信号进行数字滤波；
所述声纳单元对回波信号进行预处理，并自适应发射功率，调节接收增益所述声呐单元对数据打包发送至所述网络交换机；
所述第二光纤收发器将所述网络交换机的局域网数据转换为光信号，进行远距离传输；
第一光纤收发器将光信号转换为局域网数据，局域网数据传递给数据处理工作站；
所述数据处理工作站处理收到数据，同时通知下个声呐单元启动探测；
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