一种用于河道测绘的超声波探头装置的制作方法

1.本实用新型涉及超声波探头技术领域，具体涉及一种用于河道测绘的超声波探头装置。


背景技术：

2.河道的水位深度受雨季影响，在雨水较多的季节液位较深，在雨水较少的季节液位较浅。而河道的水位深度较低时不能支持船的正常航行，因此需要对河道的液位深度进行检测，来及时了解河到的液位情况，另外在河道的信息检测中，也需要及时更新河道的深度信息、宽度信息和形状信息。在使用超声波来对河道进行测绘时，由于表面水浪影响、河底杂物影响和河道两侧岸堤影响，现有超声波探头在发射和接收超声波时其发射角和反射角会出现偏移，导致采用超声波勘探的结果不准确。


技术实现要素：

3.鉴于背景技术的不足，本实用新型提供了一种用于河道测绘的超声波探头装置，所要解决的技术问题是在用现有超声波探头发射超声波对河道进行测绘时，会出现发射角和反射角偏移的现象，进而导致勘探不准确。
4.为解决以上技术问题，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于河道测绘的超声波探头装置，包括支架，所述支架上安装有前超声波探头、左超声波探头、右超声波探头和下超声波探头；所述前超声波探头被配置于向前方发射超声波信号和接收从前方反射回来的超声波信号，所述左超声波探头被配置于向左侧发射超声波信号和接收从左侧反射回来的超声波信号，所述右超声波探头被配置于向右侧发射超声波信号和接收从右侧反射回来的超声波信号，所述下超声波探头被配置于向下方发射超声波信号和接收从下方反射回来的超声波信号；所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头的发射界面均为长方形形状，所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头的发射界面均为长方形形状，所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头在水平方向的波束角为32
°
，所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头在竖直方向的波束角是8度；所述下超声波探头的发射界面为圆形形状，所述下超声波探头的波束角为30
°
。
5.在实际使用时，将本实用新型安装在船体上，前超声波探头能对船体航向方向的前方区域进行检测，来判断船体前方是否有障碍异物，避免船体撞到障碍物。左超声波探头和右超声波探头发射的超声波能够勘探河道的宽度，下超声波探头发射的超声波信号能够勘探河道的深度。
6.在实际使用时，由于河面的水浪会对超声波信号的反射产生干扰数据，因此前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头的垂直方向波束角角度需要很小，而且为了避障，前超声波探头的探测角度也需要大一些，另外由于河岸的反射面不规则，波束角太小会出现发射角和反射角度偏移，导致超声波探头接收不到反射波。基于上述考虑，为了能够准确使用超声波对河道进行测绘，本实用新型的前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头
在垂直方向的波束角是8
°
，前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头在水平方向的波束角是32
°
。除此之外，河底也是不规则平面，且有淤泥、水草等杂物，因此需要将下超声波探头的发射角度调大，基于此考虑，本实用新型的下超声波探头的波速角是30
°
。
7.在某种实施方式中，所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头的发射界面的长度是80mm，所述前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头的发射界面的宽度的是20mm。
8.在某种实施方式中，所述下超声波探头的发射界面的直径为25mm。
9.在某种实施方式中，所述左超声波探头和右超声波探头迎着水流的面的外壳为纺锤型。
10.在某种实施方式中，所述支架包括下支架、左侧壁和右侧壁，所述下支架为凹形形状，所述左侧壁与所述下支架的左竖直部的顶部连接，所述右侧壁与所述下支架的右竖直部的顶部连接，所述前超声波探头安装在所述下支架的水平部的上表面上，所述左超声波探头、右超声波探头和下超声波探头安装在所述下支架的水平部的下表面上。
11.在某种实施方式中，所述左侧壁的内壁面和右侧壁的内壁面与船体的外壁吻合。
12.在某种实施方式中，所述前超声波探头、左超声波探头、右超声波探头和下超声波探头均发射频率为120khz的超声波信号。120khz的超声波信号在河道内的有效检测距离为30m。
13.本实用新型与现有技术相比所具有的有益效果是：首先本实用新型安装在船体上后，左超声波探头、右超声波探头和下超声波探头用于对河道进行测绘，前超声波探头用于检测船体的航行路径上是否右障碍物，可以避免船体撞到障碍物；其次通过将前超声波探头在竖直方向的波束角设置为8
°
在水平方向的波束角设置为32度，可以避免河面对超声波的反射而产生干扰数据，通过将左超声波探头和右超声波探头在竖直方向的波束角设置为8
°
、在水平方向的波束角设置为32
°
，可以避免超声波信号出现发射和反射角偏移的情况；最后将下超声波探头的波束角设置为30
°
，能够有效的对河底进行勘探。
附图说明
14.图1为实施例中的本实用新型的结构示意图；
15.图2为实施例中的前超声波探头在竖直方向的波束角和下超声波探头的波束角的示意图；
16.图3为实施例中的左超声波探头在竖直方向的波束角、右超声波探头在竖直方向的波束角和下超声波探头的波束角的示意图；
17.图4为实施例中的前超声波探头、左超声波探头和右超声波探头在水平方向的波束角的示意图。
具体实施方式
18.现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
19.如图1所示，一种用于河道测绘的超声波探头装置，包括支架，支架包括下支架1、左侧壁2和右侧壁3，下支架1为凹形形状，左侧壁2与下支架1的左竖直部的顶部连接，右侧
壁3与下支架1的右竖直部的顶部连接，下支架1的水平部的上表面上安装有前超声波探头4，下支架1的水平部的下表面上安装有左超声波探头5、右超声波探头6和下超声波探头7；前超声波探头4被配置于向前方发射超声波信号和接收从前方反射回来的超声波信号，左超声波探头5被配置于向左侧发射超声波信号和接收从左侧反射回来的超声波信号，右超声波探头6被配置于向右侧发射超声波信号和接收从右侧反射回来的超声波信号，下超声波探头7被配置于向下方发射超声波信号和接收从下方反射回来的超声波信号；前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波6探头的发射界面均为长方形形状，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6的发射界面均为长方形形状，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6在水平方向的波束角为32
°
，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6在竖直方向的波束角是8度；下超声波探头7的发射界面为圆形形状，下超声波探头7的波束角为30
°
。
20.在实际使用时，将本实用新型安装在船体8上，前超声波探头4能对船体8航向方向的前方区域进行检测，来判断船体8前方是否有障碍异物，避免船体8撞到障碍物。左超声波探头5和右超声波探头6发射的超声波能够勘探河道的宽度，下超声波探头7发射的超声波信号能够勘探河道的深度。
21.在实际使用时，由于河面的水浪会对超声波信号的反射产生干扰数据，因此前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6的垂直方向波束角角度需要很小，而且为了避障，前超声波探头的探测角度也需要大一些，另外由于河岸的反射面不规则，波束角太小会出现发射角和反射角度偏移，导致超声波探头接收不到反射波。基于上述考虑，为了能够准确使用超声波对河道进行测绘，本实用新型的前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6在垂直方向的波束角为8
°
，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6在水平方向的波束角是32度。除此之外，河底也是不规则平面，且有淤泥、水草等杂物，因此需要将下超声波探头7的发射角度调大，基于此考虑，本实用新型的下超声波探头7的波速角是30度。
22.优选地，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6的发射界面的长度是80mm，前超声波探头4、左超声波探头5和右超声波探头6的发射界面的宽度的是20mm。下超声波探头7的发射界面的直径为25mm，下超声波探头7的波束角是30度。前超声波探头4、左超声波探头5、右超声波探头6和下超声波探头7的波束角的示意图如图2、3和4所示。
23.优选地，本实施例中，左超声波探头5和右超声波探头6迎着水流的面的外壳为纺锤型。在实际使用时，通过将左超声波探头5和右超声波探头6迎着水流的面的外壳设置为纺锤型可以减小水流阻力以及水草等杂物对船体航行的影响，例如当船体采用电池供电时，可以增加电池的续航能力。
24.综上，本实用新型安装在船体上后，左超声波探头5、右超声波探头6和下超声波探头7用于对河道进行测绘，前超声波探头4用于检测船体8的航行路径上是否右障碍物，可以避免船体撞到障碍物；另外通过将前超声波探头4在竖直方向的波束角设置为8
°
在水平方向的波束角设置为32度，可以避免河面对超声波的反射而产生干扰数据，通过将左超声波探头5和右超声波探头6在竖直方向的波束角设置为8
°
、在水平方向的波束角设置为32
°
，可以避免超声波信号出现发射和反射角偏移的情况；最后将下超声波探头7的波束角设置为30
°
，能够有效的对河底进行勘探。
25.上述依据本实用新型为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。