CN205168809U - 多波束换能器安装装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种多波束换能器安装装置，包括：内桶、外桶及吊架，外桶固定在船体开孔上，内桶与吊架固定，以实现内桶在外桶内上下升降，内桶上设有多个限位装置，限制内桶在外桶内的位置。在固定多波束换能器的内桶下部四面上采用楔形(上厚下薄)钢结构，限制内桶，防止在测量过程中多波束换能器的探头发生位移，可以提高测量精度。此外，还在内桶上设有限位装置，能够进一步的限定内桶在外桶内的位置，避免在大风浪情况下内桶发生位移，可有效降低多波束参数校准的频次，还可有效提高探头在工作期间的稳定性，大幅度的提高多波束测量系统的测量精度。

Description

多波束换能器安装装置

技术领域

本实用新型涉及海洋测绘技术领域，具体涉及一种多波束测深的安装装置。

背景技术

在80年代末期，ATLAS海洋仪器公司在世界上开发出了第一台浅水多波束扫测系统并投放市场。从那时起多波束扫测系统就引起了市场的广泛关注，被近海、河流和内陆水域的测绘界广为接受。之所以如此，是因为该系统具有宽覆盖、高精度的优点，甚至外延的波束精度也很高，而且水深点间隔较窄。

ATLASFANSWEEP20型多波束水深扫测开角161°，与此同时可以开角180°旁扫同时工作。ATLASFANSWEEP20型多波束的应用范围如下：水文测量；搜寻水下物体，如沉船；海图，江图测绘；疏浚测绘；在沿海敷设电缆管线时的调查和施工控制；用于科研目的水深调查等。ATLASFANSWEEP20型多波束具有如下特点：应用水深范围广泛，250米至600米，从内陆水域至沿海一直到大陆架延伸的范围都可使用；ATLASFANSWEEP20型多波束覆盖宽度可达水深的12倍，分辨率为1440个波束。在测深的同时可开角180°进行旁扫，分辨率为4096个幅度值。

ATLASFANSWEEP20型多波束包括GPS定位系统、电罗经和运动补偿器以及声速仪通过串行接口与电子柜相连。除了外围设备ATLASFANSWEEP20型多波束还包括如下部分：换能器、电子柜、接口处理器系统。

在现有技术中，ATLASFANSWEEP20型多波束的安装方式采用船中开井固定式安装，经过安装调试后，各项技术指标达到仪器标称要求。但是在当测区风浪较大，船舶摇摆幅度过大时，多波束水声剖面线两端发散较大，各条带拼接误差较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多波束换能器安装装置，能够对多波束换能器采用限位措施，提高多波束换能器在大风浪环境下的测量精度。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种多波束换能器安装装置，包括：内桶、外桶及吊架，所述外桶固定在船体开孔上，所述内桶与吊架固定，以实现内桶在外桶内上下升降，所述内桶和外桶的底部尺寸均小于顶部尺寸，所述内桶上设有多个限位装置，限制内桶在外桶内的位置。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述限位装置为薄型同步千斤顶，位于所述内桶的不同侧壁上。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述薄型同步千斤顶为液压型。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述薄型同步千斤顶上设有截止阀。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，还包括一手动液压泵箱，为所述薄型同步千斤顶提供液压。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述薄型同步千斤顶采用高压胶管和螺纹接头与所述手动液压泵箱连接。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述薄型同步千斤顶的个数为4个。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述限位装置固定在所述内桶内部，每个限位装置处设有限位开孔，所述限位装置由所述限位开孔伸出并与所述外桶紧贴，固定内桶在外桶内的位置。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述内桶与外桶的尺寸差范围为1cm～3cm。

进一步的，在所述的多波束换能器安装装置中，所述船体开孔为方形，所述内桶和外桶的横截面尺寸为方形。

与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在：在固定多波束换能器的内桶下部四面上采用楔形(上厚下薄)钢结构，限制内桶，防止在测量过程中多波束换能器的探头发生位移，可以提高测量精度。此外，还在内桶上设有限位装置，能够进一步的限定内桶在外桶内的位置，避免在大风浪情况下内桶发生位移，可有效降低多波束参数校准的频次，还可有效提高探头在工作期间的稳定性，大幅度的提高多波束测量系统的测量精度。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中多波束换能器安装装置固定在船体上的立体结构示意图；

图2为本实用新型一实施例中内桶的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例中内桶限位开孔的示意图；

图4和图5为本实用新型一实施例中FANSWEEP20型多波束的安装位置示意图。

具体实施方式

下面将结合示意图对本实用新型的多波束换能器安装装置进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。

为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。

在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

如背景技术提及，ATLASFANSWEEP20型多波束换能器(以下简称换能器)在船中固定安装后，在测试区风浪较大，船舶摇摆幅度过大时，多波束换能器水声剖面线两端发散较大，各条带拼接误差较大，经过分析认为，多波束换能器安装采用的限位措施不是很严密，存在着微小间隙，当风浪与船速变化较大时，多波束换能器发生了微小位移，因而在港池内风浪较小时校对的多波束换能器改正参数，在风浪小的测区测量采用校仪参数可以使用，但不能在风浪大的测区内使用。经过充分分析，采用同步分体液压限位多波束探头的安装方案可以解决上述问题，经过现场试验，证明该方案稳定可靠，可以保证多波束测量精度要求。

有鉴于此，在本实施例中，提出了一种多波束换能器安装装置，请参考图1和图2，包括：内桶30、外桶20及吊架40，所述外桶20固定在船体10的船体开孔上，所述内桶30与吊架40固定，以实现内桶30在外桶20内上下升降，所述内桶30和外桶20的底部尺寸均小于顶部尺寸，为楔形形状，所述内桶30上设有多个限位装置，限制内桶30在外桶20内的位置。

具体的，船体开孔采用方孔方式，由于方孔的设计更容易进行船舶改造及施工安装。此外，在其他实施例中，也可以采用圆孔设计。

多波束换能器的安装采用内外双桶可升降的方式。为了便于多波束换能器的安装，在船体开孔上设立了吊架40，测量时可将安装有多波束换能器探头的内桶30放下，使多波束换能器探头伸入海水中进行测量，在测量结束后将多波束探头升起至船体内，对多波束探头进行保护，以确保多波束探头的安全。

其中，船体开孔的尺寸可以为：830×470(mm)；固定多波束换能器的方形吊架尺寸为：817×460×4970(mm)，其尺寸均可以由不同船只的尺寸及现场要求进行修改，在此不作限定。

在固定多波束换能器探头的内桶30下部四面上采用楔形(上厚下薄)的钢结构，内桶30和外桶20的横截面尺寸为方形，楔形能够很好的借助重力限制内桶30，防止在测量过程中多波束换能器探头发生位移。为了更好的限制内桶30的位置，所述内桶30与外桶20的尺寸差范围为1cm～3cm为佳，可以避免内桶30在外桶20内的位移范围。在风浪不大的测区，经过多波束试验，测量效果不错，满足测量精度要求。

然而，在风浪较大的测量区域的多波束测量试验，发现，多波束换能器探头依旧会发生轻微的位移，经过分析认为，由于外桶20和内桶30尺寸较大，在加工过程中不可避免的发生局部形变和加工误差，导致外桶20和内桶30的各个位置的尺寸不相同，直接导致外桶20和内桶30限位不是很严密，当遇到风流、浪较大时，对多波束换能器探头造成非刚性位移，此时仪器的实际改正参数与校仪时的参数不一致，从多波束测量数据上可以看到，多波束剖面发生两端发散，距离中心距离起远，波浪越大，发散越严重，从而造成水深失真，含有大的精差。

因此，为了进一步提高测量精度，在本实施例中，还在内桶30上设有多个限位装置(图未示出)，限制内桶30在外桶20内的位置。具体的，采用四个薄型同步千斤顶，在内桶30的内部侧壁上固定安装，该薄型同步千斤顶，设计有安全保压装置，内置卸压阀防止过载，以保护千斤顶以利于安全操作，并设计四组截止阀，可随时控制千斤顶同步升与降，此外，还包括一手动液压泵箱，为所述薄型同步千斤顶提供液压，该手动液压泵箱与薄型同步千斤顶采用高压胶管和螺纹接头连接，具有使用快捷，并克服快速传统接头漏油缺点。

如图3所示，在内桶30设有四个不同的限位开孔31，同时在内部分别固定了4个薄型同步千斤顶，在液压的作用下薄型同步千斤顶的活塞同步通过限位开孔31，顶住外桶20的侧壁，由于顶部有限位销，每次薄型同步千斤顶的活塞均顶在同一位置，经过对加压试验，根据桶壁的承受力，每次采用600帕的压力比较合适。

在本实施例中，对多波束换能器安装位置进行了变动，由船头可移动安装改为船中固定式安装；通过多年的使用情况来看，将Fansweep20多波束换能器搬到其它测量船上安装使用的可能性非常小，这与它本身的结构密切相关；同时，采用移动式安装有许多不利之处，主要表现在：测量精度受风浪影响将加大；多波束测量前的校准时间加长很多；多波束探头易受损。因此，通过了解和分析各方面原因，综合其它多波束安装及使用的经验，在此本实施例中，将多波束探头安装在船中靠前的船底，具体位置可参考图4和图5。

由于此次改造后，各运动传感器的相关参数发生了变化，其船体坐标系也有了一定的变化，Fansweep20多波束换能器具体的位置参数如下表所示：

设备	X(右舷)	Y(船艏)	Z(垂向)
				多波束换能器	1.60	1.55	1.50
GPS	1.60	1.64	-5.81
				光纤罗经(GYRO)	0.00	0.00	-2.17

其中，多波束测量船的船体坐标系的三轴分别指向右舷、船艏及垂直向下为正。由于测量船舶的负载因所加水、油的数量多少有变，图中参数会因静吃水的变化而变化，但变化量不大。

此外，采用本实用新型提出的多波束换能器安装装置及安装位置等的改造后，对多波束系统进行校准测试，校准参数主要有：GPS延时(Latency)、横摇(Roll)、纵摇(Pitch)及艏摇(Yaw)。具体的校准方式为本领域技术人员所熟知，在此不作赘述。

综上，在本实用新型实施例提供的多波束换能器安装装置中，在固定多波束换能器的内桶下部四面上采用楔形(上厚下薄)钢结构，限制内桶，防止在测量过程中多波束换能器的探头发生位移，可以提高测量精度。此外，还在内桶上设有限位装置，能够进一步的限定内桶在外桶内的位置，避免在大风浪情况下内桶发生位移，可有效降低多波束参数校准的频次，还可有效提高探头在工作期间的稳定性，大幅度的提高多波束测量系统的测量精度。

上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种多波束换能器安装装置，其特征在于，包括：内桶、外桶及吊架，所述外桶固定在船体开孔上，所述内桶与吊架固定，以实现内桶在外桶内上下升降，所述内桶和外桶的底部尺寸均小于顶部尺寸，所述内桶上设有多个限位装置，限制内桶在外桶内的位置。

2.如权利要求1所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述限位装置为薄型同步千斤顶，位于所述内桶的不同侧壁上。

3.如权利要求2所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述薄型同步千斤顶为液压型。

4.如权利要求3所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述薄型同步千斤顶上设有截止阀。

5.如权利要求4所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，还包括一手动液压泵箱，为所述薄型同步千斤顶提供液压。

6.如权利要求5所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述薄型同步千斤顶采用高压胶管和螺纹接头与所述手动液压泵箱连接。

7.如权利要求2所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述薄型同步千斤顶的个数为4个。

8.如权利要求1所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述限位装置固定在所述内桶内部，每个限位装置处设有限位开孔，所述限位装置由所述限位开孔伸出并与所述外桶紧贴，固定内桶在外桶内的位置。

9.如权利要求1所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述内桶与外桶的尺寸差范围为1cm～3cm。

10.如权利要求1所述的多波束换能器安装装置，其特征在于，所述船体开孔为方形，所述内桶和外桶的横截面尺寸为方形。