CN208506244U - 一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，包括水平位移部分、回转部分、升降部分和转接法兰盘部分其特征在于回转部分设置水平位移部分上，升降部分一端与回转部分连接，升降部分另一端与法兰盘连接；升降部分的三节升降套筒包括依次嵌套内层套筒、中层套筒和外层套筒，内层套筒末端设置法兰盘，手动摇杆、定滑轮设置在回转部分上，钢丝绳通过手动摇杆和定滑轮架设在回转部分上，钢丝绳与内层套筒连接。本实用新型的有益效果：通过回转部分、升降部分实现多波束测深仪基阵在水下升降、回转、水平位移等多维状态控制，获得多波束测深仪测深参数的修正值，以保障其测深量值的准确可靠。

Description

一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准 系统

技术领域

本实用新型属于水下测绘仪器计量技术领域，尤其涉及水运工程领域一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统。

背景技术

多波束测深仪凭借全覆盖高效作业的优势，成为水深精细探测的主要声呐设备。但是由于缺乏标准化的计量校准装置，无法对测量成果质量进行科学评定，因此多波束测深仪测深与扫宽两项几何性能参数的计量校准尤为重要。为保证海洋测量数据准确度，定期计量校准其探测性能具有实际的研究与应用价值。测深准确度和扫宽能力是衡量多波束测深仪性能最为直观的技术指标，应进行规范化校准。

多波束测深仪的计量校准需要大型基础设施的支撑，用于计量测深或扫宽指标的大型试验水池和水下换能器多维运行控制机构是必不可少的。由于高昂的基建和维护费用，我国尚未建设专门用于多波束测深仪测深或扫宽性能计量校准的试验水池，目前多波束测深仪测深不确定度评估主要在海上特定测区进行，通过测量相交测线，利用重叠区域测点比对或者引入更高精度等级测量方式进行内符合或外符合评估，潮汐、涌浪、剖面声速、海底地形等环境影响因素，给自校结果引入较大误差，以至于多波束测深仪的测量溯源性和可信度难以保证。目前多波束测深仪扫宽性能主要从脉宽、声源级、波束指向性等水声基本参数角度进行评估，是设备出厂检验的必要程序。但从使用者角度来讲，更为关注多波束测深仪扫幅宽度内有效的水深值点，需要精确可溯源的控制机构结合理想尺寸的大型试验水池完成规范化的扫宽性能校准。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，通过回转部分、升降部分实现多波束测深仪基阵在水下升降、回转、水平位移等多维状态控制，获得多波束测深仪测深参数的修正值，以保障其测深量值的准确可靠。

本实用新型的技术方案：

一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，包括水平位移部分、回转部分、升降部分，其特征在于所述回转部分设置所述水平位移部分上，所述升降部分与所述回转部分连接；

所述升降部分包括三节升降套筒、手动摇杆、钢丝绳、定滑轮；所述三节升降套筒包括依次嵌套内层套筒、中层套筒和外层套筒，所述内层套筒末端设置法兰盘，所述手动摇杆、所述定滑轮设置在所述回转部分上，所述钢丝绳通过所述手动摇杆和所述定滑轮架设在所述回转部分上，所述钢丝绳与所述内层套筒连接。

优选地，所述水平位移部分包括操作台、水平杆和平行双导轨，所述水平杆一端与所述操作台转盘连接，所述水平杆另一端与所述外层套筒连接，所述操作台底端设置有车轮，所述操作台通过车轮与所述平行双导轨滑动连接，所述水平杆为三段式折叠结构。

优选地，所述回转部分包括操作台转盘、水平杆折叠转轴，所述水平杆另一端通过升降杆转轴与所述外层套筒连接，所述操作台转盘与所述水平位移部分转动连接，所述水平杆三段之间通过所述水平杆折叠转轴连接。

优选地，所述操作台转盘为长方体，所述长方体横截面为正方形，所述正方形的边长大于所述水平杆的宽度小于操作台的宽度。

优选地，还包括试验水池，所述试验水池为规则封闭长方体，所述试验水池的长不小于180m，宽不小于20m，深不小于8m，所述试验水池的边壁，满足2cm/20m的平整度要求。

优选地，所述操作台转盘设置有扭力杆。

优选地，所述水平杆折叠转轴设置有配有固定销栓，所述水平杆的所述钢丝绳收放端平行设置指示标尺，所述指示标尺与所述钢丝绳平行。

优选地，所述平行双导轨运动行程为85m。

本实用新型有益效果是：设计合理，通过回转部分、升降部分实现多波束测深仪基阵在水下升降、回转、水平位移等多维状态控制，获得多波束测深仪测深参数的修正值，以保障其测深量值的准确可靠,试验水池采用为规则封闭长方体大型，长不小于180m，宽不小于20m，深不小于8m，试验水池内潮位、风浪、水流等影响可忽略，是优良的多波束测深仪校准场地，通过回转部分、升降部分转接法兰盘部分将多波束测深仪换能器探离池边4m，置于水下4m，通过回转部分、调整换能器基阵发射角度至发射扇面垂直于水池短边壁，可实现175m范围的全量程测深性能校准，通过调整换能器基阵发射水平扇面垂直于水池长边壁，可实现16m水深条件下全幅扫宽性能校准，能够满足港口航道、水运工程、近岸沿海等浅水领域多波束测深仪的校准深度要求。

附图说明

图1是本实用新型实施例1的伸展状态(工作状态)的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1的折叠状态(非工作状态)的结构示意图。

图中：1.手动摇杆，2.水平杆折叠转轴，3.钢丝绳，4.定滑轮，5.升降杆转轴，6.三节升降套筒，7.法兰盘，8.车轮，9.操作台，10.平行双导轨，11.操作台转盘，12.指示标尺，13.固定销栓，14.水平杆，15.水平位移部分，16.回转部分，17.升降部分，18. 待检多波束测深仪。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做出说明。

本实用新型涉及一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，包括水平位移部分15、回转部分16、升降部分17，回转部分16设置水平位移部分15上，升降部分17一端与回转部分16连接；

升降部分17包括三节升降套筒6、手动摇杆1、钢丝绳3、定滑轮4、三节升降套筒6包括依次嵌套内层套筒、中层套筒和外层套筒，内层套筒下端与法兰盘7连接，待检多波束测深仪与法兰盘7固定，升降套筒6的内层套筒与钢丝绳3连接，升降套筒6 的外层套筒与固定架19固定连接，手动摇杆1、定滑轮4、固定架19设置在水平杆14 上，固定架18上也设置有定滑轮4，钢丝绳3通过手动摇杆1和定滑轮4架设在水平杆 14上，通过手动摇杆1控制钢丝绳3收放，通过钢丝绳3收放实现控制与钢丝绳连接的三节升降套筒6的升降，三节升降套筒6配有固定钢卷尺，钢丝绳3收放端手动摇杆附近设置指示标尺12，指示标尺12与钢丝绳3平行，可精确测量钢丝绳伸缩距即升降尺度；整体设计合理，通过水平位移部分15,回转部分16、升降部分17实现待检多波束测深仪基阵在水下升降、回转、水平位移等多维状态控制，获得多波束测深仪测深参数的修正值，以保障其测深量值的准确可靠。

水平位移部分15包括操作台9、水平杆14和平行双导轨10；水平杆14一端与所述操作台转盘通过转轴连接，水平杆14另一端与所述外层套筒连接，水平杆14为三段式折叠结构，方便折叠与展开。操作台9底端设置有车轮8，操作台9通过车轮8与平行双导轨10滑动连接。操作台9底端配有4个车轮8，车轮8与平行导轨10滑动接触，通过人力推动操作台9可实现带动整套装置沿平行双导轨10前进或后退，平行双导轨10行程85m，行程85m设置合理，便于大范围平行调节水平位移。

回转部分16包括操作台转盘11、升降杆转轴5和水平杆折叠转轴2，操作台转盘11与水平位移部分15的操作台9转动连接，水平杆14一端与操作台转盘11连接；升降杆转轴5是回转部分16主要功能部件，水平杆14另一端通过升降杆转轴5与外层套筒连接，升降杆转轴5通过轴承与齿轮机械方式，实现升降部分5在水平面内的转动，升降杆转轴5上设置有编码器，转动角度由高分辨率编码器给出。过调节所述升降杆转轴，使换能器基阵中央波束声轴线垂直于所述试验水池长边壁，进行扫宽参数性能校准；通过扭力杆带动所述操作台大转轴90°逆时针旋转，使换能器基阵中央波束声轴线垂直于所述试验水池短边壁，完成测深参数性能校准。

操作台转盘为长方体，操作台转盘通过转轴与操作台转动连接，长方体横截面为正方形，所述正方形的边长大于所述水平杆的宽度小于操作台的宽度，方便水平杆14折叠后收放在操作台转盘上，防止水平杆14变形。

还包括试验水池20，试验水池为规则封闭长方体，试验水池的长不小于180m，宽不小于20m，深不小于8m。可实现175m范围测深性能校准和16m水深条件下全幅扫宽性能校准。试验水池内潮位、风浪、水流等影响可忽略，是优良的多波束测深仪校准场地。试验水池的短边壁为闸门，满足2cm/20m的平整度要求，校准中将其作为标准反射板。

操作台转盘2设置有扭力杆，方便通过扭力杆转动操作台转盘2；升降杆转轴配有与其连接的力矩扳手和角度编码器。使用力矩扳手调节升降杆转轴5，升降杆转轴通过轴承与齿轮机械方式，实现升降部分17在水平面内的转动，降杆转轴上设置有编码器，转动角度由高分辨率编码器给出。

水平杆14包括多个水平杆段，多个水平杆段通过水平杆折叠转轴连接。实现水平杆伸展状态和折叠状态的转化。

水平杆折叠转轴2设置有配有固定销栓13，近手动摇杆1的水平杆上设置指示标尺12，指示标尺12与钢丝绳3平行。可精确测量钢丝绳伸缩距即升降尺度。升降距离通过所述指示标尺精确测量所述钢丝绳收放距离得到。

平行双导轨10行程85m，设置合理，便于大范围平行调节水平位移。

室外多波束测深仪几何性能校准装置的校准操作步骤具体如下：

(1)将多波束测深仪换能器安装至内层套筒下端与法兰盘，水平微调由内层套筒下端与法兰盘整平顶丝完成，水平准确度借助倾角仪验证。

(2)使用力矩扳手调节升降杆转轴，即控制多波束测深仪换能器基阵方向，直至多波束测深仪换能器基阵中央波束声轴与试验水池长边壁垂直，将角度编码器置零。

(3)通过扭力杆逆时针转动操作台转盘90度，将多波束测深仪换能器旋至水上，此时多波束测深仪换能器基阵中央波束声轴与试验水池短边壁垂直，短边壁实质为闸门，平整度较高，视作标准反射板。

(4)通过手动摇杆1释放钢丝绳3，将升降套筒6伸展下降至水面以下3m，即多波束测深仪换能器基阵置于水下3m以下，读取水平面与固定钢卷尺相交位置刻度，获得多波束测深仪换能器基阵具体深度值。

(5)在手动摇杆1和水平杆折叠转轴2之间的水平横梁上设置有指示标尺12，标尺与钢丝绳平行，指示针不接触尺面。通过手动摇杆和指示针微调多波束测深仪换能器的入水深度。

(6)在校准装置附近通视良好位置设控制点，使用全站仪测量多波束测深仪换能器发射面至标准反射板，即试验水池短边壁的水平距离，作为标准值。与多波束测深仪深度示值作差，获得多波束测深仪的校准修正值。

(7)在平行双导轨10上水平移动校准装置，改变多波束测深仪换能器与反射边壁的距离，进行多个校准点的试验。

(8)试验完成后收起钢丝绳，将换能器升出水面旋至岸上进行拆卸，拔出水平杆折叠转轴上的销栓，将水平杆二次折叠，装置非工作状态如图2所示。

与现有技术相比，设计合理，通过回转部分、升降部分实现多波束测深仪基阵在水下升降、回转、水平位移等多维状态控制，获得多波束测深仪测深参数的修正值，以保障其测深量值的准确可靠。试验水池采用规则封闭长方体大型，长不小于180m，宽不小于20m，深不小于8m，试验水池内潮位、风浪、水流等影响可忽略，是优良的多波束测深仪校准场地，通过回转部分、升降部分转接法兰盘部分将多波束测深仪换能器探离池边4m，置于水下4m，通过回转部分、调整换能器基阵发射角度至发射扇面垂直于水池短边壁，可实现175m范围的全量程测深性能校准，通过调整换能器基阵发射水平扇面垂直于水池长边壁，可实现16m水深条件下全幅扫宽性能校准，能够满足港口航道、水运工程、近岸沿海等浅水领域多波束测深仪的校准深度要求。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims (8)

1.一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，包括水平位移部分、回转部分、升降部分，其特征在于所述回转部分设置所述水平位移部分上，所述升降部分与所述回转部分连接；

所述升降部分包括三节升降套筒、手动摇杆、钢丝绳、定滑轮；所述三节升降套筒包括依次嵌套内层套筒、中层套筒和外层套筒，所述内层套筒末端设置法兰盘，所述手动摇杆、所述定滑轮设置在所述回转部分上，所述钢丝绳通过所述手动摇杆和所述定滑轮架设在所述回转部分上，所述钢丝绳与所述内层套筒连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述水平位移部分包括操作台、水平杆和平行双导轨，所述水平杆一端与所述操作台转盘连接，所述水平杆另一端与所述外层套筒连接，所述操作台底端设置有车轮，所述操作台通过车轮与所述平行双导轨滑动连接，所述水平杆为三段式折叠结构。

3.根据权利要求2所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述回转部分包括操作台转盘、水平杆折叠转轴，所述水平杆另一端通过升降杆转轴与所述外层套筒连接，所述操作台转盘与所述水平位移部分转动连接，所述水平杆三段之间通过所述水平杆折叠转轴连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述操作台转盘为长方体，所述长方体横截面为正方形，所述正方形的边长大于所述水平杆的宽度小于操作台的宽度。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于还包括试验水池，所述试验水池为规则封闭长方体，所述试验水池的长不小于180m，宽不小于20m，深不小于8m，满足2cm/20m的平整度要求。

6.根据权利要求3所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述操作台转盘设置有扭力杆。

7.根据权利要求3所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述水平杆折叠转轴设置有配有固定销栓，所述水平杆的所述钢丝绳收放端平行设置指示标尺，所述指示标尺与所述钢丝绳平行。

8.根据权利要求2、4、6或7所述的一种基于原型深水港池的条带测深仪测深与扫宽性能校准系统，其特征在于所述平行双导轨运动行程为85m。