本實(shí)用新型涉及船舶水密艙的水密性檢測技術(shù)，特別是一種用于船舶水密艙口測漏儀的超聲波發(fā)射器。

背景技術(shù)：

水通過艙體破孔進(jìn)入船艙是造成船艙內(nèi)貨物損壞的一個主要原因，船舶艙蓋泄漏檢測儀是一種可以迅速檢測船體各部位(船艙蓋、船首、船尾和側(cè)門)是否泄漏的儀器。目前，國內(nèi)在船舶水密艙的水密性檢測方面，通常采用沖水試驗(yàn)(水壓試驗(yàn))、粉筆標(biāo)記等傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法，船級社、海事局等船舶法定檢驗(yàn)單位目前仍然采用上述傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法，但傳統(tǒng)檢驗(yàn)方法受貨物裝卸過程、相關(guān)防污染規(guī)定、冬季易結(jié)冰等情況影響較大，且檢驗(yàn)結(jié)果比較模糊，僅能判斷某一區(qū)域存在泄漏而無法精確到具體位置。

為克服沖水試驗(yàn)中存在的問題，國外已經(jīng)研發(fā)了采用超聲波的方法進(jìn)行水密艙的水密性檢測的方法，如英國的CARGO-SAFE船舶艙蓋泄漏檢測儀，該儀器包括便攜外盒、發(fā)射器、接收器、耳機(jī)、保護(hù)皮套、測麥克風(fēng)、三節(jié)可調(diào)節(jié)伸縮棒、電池和充電器，該儀器通過接收接收器置于船艙內(nèi)的發(fā)射器發(fā)射的超聲波的聲級來評估船艙滲漏級別。使用時，將發(fā)射器置于艙體內(nèi)，發(fā)射器上由微處理器控制的射線射向艙體的各指定方向；工作時，發(fā)射器上的綠色的指示燈將發(fā)光。發(fā)射器的工作可以用一遙控器來控制,這樣不但可以節(jié)省電源，而且可以使檢測員不要反復(fù)進(jìn)入船艙操作發(fā)射器,這樣可以節(jié)省檢測員的工作時間。目前國際上使用的組合式船舶艙蓋泄漏檢測儀多為英國、比利時等歐洲國家生產(chǎn)，其價格昂貴，功能單一，單電阻電位器控制，精度較差。

而國內(nèi)目前還沒有成熟的船舶水密艙口測漏儀，更沒有適合船舶水密艙口測漏的超聲波發(fā)射器。

雖然在市場上可見一些品牌的超聲波發(fā)射器，但其發(fā)射探頭較少，功率較低，且發(fā)出的超聲波為單一頻率，這類發(fā)射器不能滿足檢測時覆蓋全部水密艙口結(jié)合部的要求，且絕大多數(shù)的發(fā)射器功率較小，僅能在5米以內(nèi)被探測到，不能滿足船舶水密艙口與艙底板之間的超高距離。且單一頻率的超聲波很容易與現(xiàn)場環(huán)境中的超聲波干擾混淆。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種價格低廉、易于操作控制、能滿足覆蓋全部水密艙口結(jié)合部要求的用于船舶水密艙口測漏儀的超聲波發(fā)射器。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：

用于船舶水密艙口測漏儀的超聲波發(fā)射器，包括電源模塊、超聲波驅(qū)動模塊、超聲波發(fā)射探頭、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊、單片機(jī)模塊、顯示模塊和無線通信模塊；所述的電源模塊包括升壓模塊和降壓模塊；所述的超聲波驅(qū)動模塊分別與電源模塊、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊和超聲波發(fā)射探頭連接，所述的單片機(jī)模塊分別與顯示模塊、無線通信模塊和超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊連接。

進(jìn)一步地，所述的電源模塊、超聲波驅(qū)動模塊、超聲波發(fā)射探頭、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊、單片機(jī)模塊、顯示模塊和無線通信模塊集成在保護(hù)殼內(nèi)；所述的超聲波發(fā)射探頭共有19個，分三層布置在保護(hù)殼上部的半球形殼體上；所述的保護(hù)殼上部還設(shè)置無線通信模塊的控制開關(guān)、電源開關(guān)、LED指示燈、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊調(diào)節(jié)旋鈕和顯示屏。

進(jìn)一步地，所述的顯示屏采用3.3V小尺寸液晶屏，工作電流為8～20mA。

進(jìn)一步地，所述的超聲波發(fā)射探頭在半球形殼體上的分布為：第1層12個環(huán)向均布，第2層6個環(huán)向均布，第3層即最頂層1個，位于半球形殼體的中心。

進(jìn)一步地，所述的超聲波發(fā)射探頭中心線與保護(hù)殼底面的夾角為：第1層為40度，第2層為70度，第3層為90度。

進(jìn)一步地，所述的保護(hù)殼外設(shè)置外保護(hù)套，外保護(hù)套配有易拆插扣，用于將發(fā)射器佩戴在檢測人員的腰部。

進(jìn)一步地，所述的顯示模塊包括LCD顯示模塊或LED顯示模塊；所述的無線通信模塊包括433M無線通信模塊；所述的超聲波驅(qū)動模塊為超聲波BUCK驅(qū)動模塊。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型的發(fā)射器小巧便攜，為方便人員上下艙攜帶，外保護(hù)套配有易拆插扣，可將發(fā)射器佩戴在腰部；在殼體設(shè)計(jì)上，根據(jù)超聲波探頭的波束角度特性，計(jì)算并設(shè)計(jì)出了發(fā)射器探頭排列方位及角度，使得超聲波探頭發(fā)出的超聲波在20米最遠(yuǎn)距離內(nèi)可不經(jīng)過折射直接射向水密艙口結(jié)合部，減少超聲波因過多折射而產(chǎn)生的能量損耗。

2、本實(shí)用新型的發(fā)射器配有液晶顯示屏及LED燈，方便檢測人員在夜間及黑暗的艙室內(nèi)調(diào)整超聲波功率及選擇是否通過無線模塊控制超聲波開啟或關(guān)閉，該液晶屏采用3.3V小尺寸液晶屏，工作電流僅為8～20mA；該液晶屏可在無操作時關(guān)閉，同時超聲波探頭可通過無線通信模塊控制開關(guān)控制開啟與關(guān)閉以達(dá)到節(jié)能的目的。

3、本實(shí)用新型的19顆超聲波發(fā)射探頭3層分布排列在舵輪形狀的半球結(jié)構(gòu)中，其排列方位及角度嚴(yán)格依據(jù)超聲波探頭的波束角特性，底層12顆水平夾角30度、垂直夾角40度，中間6顆探頭水平夾角60度、垂直夾角70度，頂層1顆水平角度探頭可使得超聲波向發(fā)射時可以均勻覆蓋其上部全部區(qū)域，當(dāng)發(fā)射器放置在船舶水密艙底部時，其發(fā)出的超聲波可在20m最遠(yuǎn)距離內(nèi)可不經(jīng)過折射直接射向水密艙口結(jié)合部，減少超聲波因過多折射而產(chǎn)生的能量損耗。

4、本實(shí)用新型的發(fā)射器產(chǎn)生的方波信號同時，根據(jù)接收器混頻模塊的設(shè)置增加了類似音樂/報(bào)警類的頻率，這使得發(fā)射器產(chǎn)生的超聲波信號具有唯一性，該方式有助于在惡劣工況下區(qū)別于自然環(huán)境中的超聲波(船舶在碼頭等處靠泊時，碼頭吊機(jī)、船用壓縮空氣、電焊機(jī)都會產(chǎn)生干擾性的超聲波)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的組成示意圖。

圖2是本實(shí)用新型的外觀結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型的工作流程示意圖。

圖中：1、電源模塊，2、超聲波驅(qū)動模塊，3、超聲波發(fā)射探頭，4、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊，5、單片機(jī)模塊，6、顯示模塊，7、無線通信模塊，8、保護(hù)殼，9、無線通信模塊的控制開關(guān)，10、電源開關(guān)，11、LED指示燈，12、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊調(diào)節(jié)旋鈕，13、顯示屏。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-3所示，用于船舶水密艙口測漏儀的超聲波發(fā)射器，包括電源模塊1、超聲波驅(qū)動模塊2、超聲波發(fā)射探頭3、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊4、單片機(jī)模塊5、顯示模塊6和無線通信模塊7；所述的電源模塊1包括升壓模塊和降壓模塊；所述的超聲波驅(qū)動模塊2分別與電源模塊1、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊4和超聲波發(fā)射探頭3連接，所述的單片機(jī)模塊5分別與顯示模塊6、無線通信模塊7和超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊4連接。

進(jìn)一步地，所述的電源模塊1、超聲波驅(qū)動模塊2、超聲波發(fā)射探頭3、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊4、單片機(jī)模塊5、顯示模塊6和無線通信模塊7集成在保護(hù)殼8內(nèi)；所述的超聲波發(fā)射探頭3共有19個，分三層布置在保護(hù)殼8上部的半球形殼體上；所述的保護(hù)殼8上部還設(shè)置無線通信模塊的控制開關(guān)9、電源開關(guān)10、LED指示燈11、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊調(diào)節(jié)旋鈕12和顯示屏13。

進(jìn)一步地，所述的顯示屏13采用3.3V小尺寸液晶屏，工作電流為8～20mA。

進(jìn)一步地，所述的超聲波發(fā)射探頭3在半球形殼體上的分布為：第1層12個環(huán)向均布，第2層6個環(huán)向均布，第3層即最頂層1個，位于半球形殼體的中心。

進(jìn)一步地，所述的超聲波發(fā)射探頭3中心線與保護(hù)殼8底面的夾角為：第1層為40度，第2層為70度，第3層為90度。

進(jìn)一步地，所述的保護(hù)殼8外設(shè)置外保護(hù)套，外保護(hù)套配有易拆插扣，用于將發(fā)射器佩戴在檢測人員的腰部。

進(jìn)一步地，所述的顯示模塊6包括LCD顯示模塊或LED顯示模塊；所述的無線通信模塊7包括433M無線通信模塊；所述的超聲波驅(qū)動模塊2為超聲波BUCK驅(qū)動模塊。

本實(shí)用新型的工作方法，包括以下步驟：

A1、開機(jī)，自檢，并檢查電源模塊1狀態(tài)；

A2、檢查無線通信模塊的控制開關(guān)9的狀態(tài)；如果是“打開”狀態(tài)，則轉(zhuǎn)步驟A3；否則轉(zhuǎn)步驟A4；

A3、等待接收器發(fā)送的無線信號指令，在接收到無線信號指令后轉(zhuǎn)步驟A4；

A4、由單片機(jī)模塊5產(chǎn)生方波信號并發(fā)送到超聲波驅(qū)動模塊2；單片機(jī)模塊5同時根據(jù)無線通信模塊7接收到的無線信號控制方波的產(chǎn)生或停止；所述的方波信號的核心頻率為39-41kHz；

A5、超聲波功率調(diào)節(jié)及反饋模塊4根據(jù)檢測區(qū)域大小調(diào)整超聲波功率并將超聲波功率調(diào)整結(jié)果反饋到顯示模塊6；

A6、超聲波驅(qū)動模塊2驅(qū)動超聲波發(fā)射器探頭發(fā)射超聲波。

本實(shí)用新型不局限于本實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。