CN209064325U - 用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，在引航道两岸侧壁相对称的位置上分别设有L水位随动器和R水位随动器，L水位随动器由安装在引航道侧壁上的一副垂直导轨、设在该垂直导轨上一个滑动架、装在该滑动架上的水位探测传感器和设在滑动架上方的电动牵引机构构成，声呐发生器安装在滑动架下伸的支杆上，R水位随动器与L水位随动器的结构相同。水位随动器可以随着水位的涨落而上下自动跟随浮动，从而使装在该L和R水位随动器上的声呐发生器和声呐接收器始终位于水面下某限定的固定深度，不受水位涨落影响而正常工作，自动实现吃水深度超限智能探测，对超限对象发出告警，结构简单、实现容易、工作可靠性高。

Description

用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置

技术领域

本实用新型属于升船机测量与控制设备技术领域，具体涉及一种用于防止升船机中吃水深度过限的通航船舶进入船厢，以避免造成事故，从而对进入升船机引航道的船舶，自动实现吃水深度超限智能探测，对超限对象发出告警。

背景技术

升船机是内河航运中的一种区别于船闸的重要通航设施，船舶过闸，一般都是经过引航道，通过对接位，驶入船厢，上下升降，驶出船厢，进入引航道。船舶的吃水深度，在江河上安全通行，自然有要求。但对于通过升船机的船舶，吃水深度有更重要的意义，因为船要进入船厢，船的吃水深度即使满足了河道的通行安全要求，也不一定满足船厢(升船机)的安全要求，升船机船厢设计有最大吃水深度要求，超限的吃水深度船舶进入船厢，有可能船触底甚至造成船倾覆等安全事故。本实用新型，不是用于船舶的准确吃水深度测量，而是用于可靠智能检测出船舶的吃水深度是否超限，对于测出的疑是吃水深度超限船舶，系统自动研判报警，通过声光发出告警信号，禁止其驶入船厢，避免可能的事故发生。

船舶吃水检测技术主要有以下几种：1)人工检测；2)压力传感器法；3)电子水尺法；4)激光水位测量法；5)基于图像处理的水尺标记识别法；6)声呐测量法。

方法1：人工检测主要在船体侧面标绘吃水线，在进行检测时，需要船舶停航靠岸，由有关的工作人员上船对吃水线进行观测测量，人工的操作，较低的工作效率，不能自动处理等不足。

方法2：压力传感器法，吃水深度不同将引起安装在船体底部水箱的水压不同，利用压力传感器测量水压，通过软件处理计算并转化为吃水深度。不足之处，对船舶有加装压力传感器要求，并且船的晃动和水浪等干扰会影响吃水深度测量的准确度。

方法3：电子水尺法；其原理是利用水的导电特性测量两电极的电位差，从而测量出水位数据。水尺工作时，外部电源供电发出脉冲控制信号，从水尺的顶部依次向下扫描，当扫描到与水面等高一个电极触点时，发出停止扫描的信号，计算扫描的电极触点数，得出电子水尺到水面的距离，再根据水尺的安装高度，从而换算出相应的吃水水深数据。不能实现离船自动检测，对船要改造，否则无法自动报警。

方法4：激光水位测量法；该方法主要是利用激光测距仪，以船体甲板平面为基准面，测量船体主甲板到水面的距离，通过换算，计算出船舶吃水深度。不能实现离船自动检测，对船要改选，否则无法自动报警。

方法5：基于图像处理的水尺标记识别法；通过摄像设备对船体外侧的六个吃水线进行取像，进行技术识别，获取船舶的吃水数据，并进行软件计算，得到船舶的最终吃水深度。此技术，系统复杂，造价高，受天气环境因素影响大。

方法6：声呐测量法；声呐测量是对水下的物体进行监测的有效方法。利用超声波具有很强的穿透力，容易获得声能，且在水中衰减小的特点，在水下测距、定位识别和目标探测方面得到越来越广泛的应用。通过声呐采集到的水深数据利用数据通讯传输接口传送应用系统，方便实现自动化管理。目前声纳探测船舶吃水尝试主要可行的4种船舶吃水动态检测方法为：a)水底固定法、b)移动水底半浮式仰扫描检测法、c)水中固定侧扫描法、d)移动侧扫描法。方法a,由于长时间布设在水底，在泥沙较大河段容易被淤泥掩盖，清理成本较高，同时测量时会受到水草等异物干扰，导致测量误差偏大。方法b，需要水下布置飞鱼，施工复杂，挂水草，影响测量；方法c，必须安装在桥梁桥墩或者航道两边的固定的建筑物上，在浅水航道上游难以找到合适的处所供安装；跨距大时，声呐阵列对准存在很大的难度；在进行船舶吃水检测时，容易受到水中悬浮物以及船舶航行时螺旋桨产生的气泡的影响。方法d，采用移动式侧扫描法测量系统安装在检测船只上，可根据被检测船舶位置调整测量系统，使测量更加容易且测量精度较高。但该系统的测量机械结构容易被损坏，机构复杂需要较大的操作空间，检测需要在深水处进行。声呐的这几种，或过于复杂，或造价过高，或使用范围有限制要求。

上面的6种背景技术，或自动化程度不高，或施工复杂、或系统过于复杂、或投资成本大，不适用于升船机的过往航船的吃水深度超限报警用途使用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，自动实现吃水深度超限智能探测，对超限对象发出告警，结构简单、实现容易、工作可靠性高。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，其特征是它包括一个声呐发生器和一个声呐接收器，在引航道两岸侧壁相对称的位置上分别设有L(左岸)水位随动器和R(右岸)水位随动器，所述的声呐发生器安装在L水位随动器上，所述的声呐接收器板安装在R水位随动器上，所述的L水位随动器由安装在引航道侧壁上的一副垂直导轨、设在该垂直导轨上一个滑动架、装在该滑动架上的水位探测传感器和设在滑动架上方的电动牵引机构构成，所述的声呐发生器安装在所述的滑动架下伸的支杆上，所述的水位探测传感器由两个不同探测距离的电容接近开关构成，所述的电动牵引机构由卷筒、引牵钢丝、减速机和电机及其控制器构成，所述引牵钢丝的一端固定在所述的滑动架上，其另一端固定在所述的卷筒上，所述的电机通过减速机与卷筒轴联，所述的R水位随动器与L水位随动器的结构相同。

在所述垂直导轨的上、下两端分别设有一个行程限位开关。

通过上述技术方案可以看出，本实用新型将一个声呐发生器和一个声呐接收器分别安装在L水位随动器和R水位随动器上，水位随动器可以随着水位的涨落而上下自动跟随浮动，从而使装在该L和R水位随动器上的一个声呐发生器和一个声呐接收器始终位于水面下某限定的固定深度(最大允许吃水深度H)，不受水位涨落影响而正常工作。本实用新型结构简单、实现容易、工作可靠性高。

本实用新型的特点

1：这套装置要能适应上游或下游引航道最高最低通航水位区间内水位幅度变化，在几米至十几米的变幅内，都能有效解决已有技术中的问题，提供一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，它能使水下探头发射器和与其配套的接收器自动跟随水位的变化而变化，使船舶吃水深度探测不受水位涨落的影响而正常工作。

2：只探测是否超限，不要求测出吃水深度多少具体数值，以期简单实用。

3：考虑探头始终工作在水中，采用适合水中工作的声呐传感器。

附图说明

图1是本实用新型的整体结构(俯视)示意图。

图2是水位升降随动调整机构(正面)示意图。

图3是图2的俯视图。

图4是吃水深度超限探测示意图。

图5是吃水深度正常探测示意图。

具体实施方式

参见图1～3，一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，包括一个声呐发生器(3)和一个声呐接收器(6)，在引航道相对的两岸侧壁(4、5)上分别设有L水位随动器(1)和R水位随动器(2)，所述的一个声呐发生器(3)安装在L水位随动器(1)上，所述的一个声呐接收器(6)安装在R水位随动器(2)上，所述的L水位随动器(1)由安装在引航道侧壁(4)上的一副垂直导轨(1-1)、设在该垂直导轨上一个滑动架(1-2)、装在该滑动架上的水位探测传感器(1-3)和设在滑动架上方的电动牵引机构(1-4)构成，所述的一个声呐发生器(3)安装在所述的滑动架(1-2)下伸支架上，所述的水位探测传感器(1-3)由两个不同探测距离的电容接近开关构成，所述的电动牵引机构(1-4)由卷筒(1-41)、引牵钢丝(1-42)、减速机(1-43)和电机(1-44)及其控制器构成，所述引牵钢丝(1-42)的一端固定在滑动架(1-2)上，其另一端固定在卷筒(1-41)上，所述的电机(1-44)通过所述减速机(1-43)与卷筒(1-41)轴联，所述的R水位随动器(2)与L水位随动器(1)的结构相同。在实际应用中，在引航道上的侧壁上需构筑一个土建凹槽(4-1、5-1)，所述的L和R水位随动器安装在所述的土建凹槽中。图1，(8)为引航道，(9)为船舶。

本装置的工作过程是：如图4所示，当水位位于正常的上、下限水位之间时，下限水位探测传感器(远距离)探测到水面(7)，其输出为“1”，而上限水位探测传感器(近距离)探测不到水面(7)，其输出为“0”；当水位上升到上限水位时，下限水位探测传感器仍能探测到水面(7)，其输出不变，仍为“1”，而上限水位探测传感器由探测不到变为能探测到水面(7)，其输出由“0”转变为“1”，该“11”信号使控制器控制电机(1-44)正转，因为电机(1-44)通过减速机(1-43)与卷筒(1-41)轴联，引牵钢丝(1-42)一端固定在滑动架(1-2)上，另一端固定在卷筒(1-41)上，所以电机带动减速机(1-43)和卷筒(1-41)转动，迫使引牵钢丝(1-42)提升滑动架(1-2)，直到上限水位探测传感器由“1”又转变成“0”为止；当水位下降到下限水位时，下限水位探测传感器由能探测到水面(7)变为探测不到，其输出由“1”变为“0”，而上限水位探测器仍处于探测不到水面(7)，其输出不变，仍为“0”，该“00”信号使控制器控制电机(1-44)反转，电机带动减速机(1-43)和卷筒(1-41)转动，迫使引牵钢丝(1-42)下降滑动架(1-2)，直到下限水位探测传感器的输出由“0”变为“1”为止，从而使滑动架(1-2)始终位于水面上的某固定高度位置，这样，就保证了装在滑动架下方支架上的声呐发生器(3)或声呐接收器(6)不受水位涨落的影响，始终位于水面之下所限定的一个深度范围内。

如图5所示，无船时或船舶(9)吃水深度不超限时，声呐发生器(3)发出的探测声波被对岸的声呐接收器(6)接收到，使其始终有信号输出；当船舶(9)吃水深度超限时，进入引航道(8)的检测区时,船身底部将遮挡住声呐发生器(3)发出的声波,对岸的声呐接收器(6)接收不到声波，这时，系统综合判定“吃水深度超限”，发出报警。

为了防止滑动架(1-2)上、下的过滑动，在所述的垂直导轨(1-1)的上、下两端设有行程限位开关(1-5、1-5’)。当滑动架(1-2)的滑动超出导轨时，也就是说，引航道(8)中的水位涨、落超出极限范围值时，则该上、下行程限位开关(1-5、1-5’)将使电机(1-44)断电而使滑动架(1-2)停止滑动。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，其特征是它包括一个声呐发生器(3)和一个声呐接收器(6)，在引航道相对的两岸侧壁(4、5)上分别设有L水位随动器(1)和R水位随动器(2)，所述的一个声呐发生器(3)安装在L水位随动器(1)上，所述的一个声呐接收器(6)安装在R水位随动器(2)上，所述的L水位随动器(1)由安装在引航道侧壁(4)上的一副垂直导轨(1-1)、设在该垂直导轨上一个滑动架(1-2)、装在该滑动架上的水位探测传感器(1-3)和设在滑动架上方的电动牵引机构(1-4)构成，所述的一个声呐发生器(3)安装在所述的滑动架(1-2)下伸支架上，所述的水位探测传感器(1-3)由两个不同探测距离的电容接近开关构成，所述的电动牵引机构(1-4)由卷筒(1-41)、引牵钢丝(1-42)、减速机(1-43)和电机(1-44)及其控制器构成，所述引牵钢丝(1-42)的一端固定在滑动架(1-2)上，其另一端固定在卷筒(1-41)上，所述的电机(1-44)通过所述减速机(1-43)与卷筒(1-41)轴联，所述的R水位随动器(2)与L水位随动器(1)的结构相同。

2.如权利要求1所述的用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，其特征是，在所述的垂直导轨(1-1)的上、下两端分别设有行程限位开关(1-5、1-5’)。

3.如权利要求1所述的用于升船机通航船舶吃水深度超限智能探测报警装置，其特征是，水位探测传感器(1-3)包括一个下限水位探测传感器和一个上限水位探测传感器。