本發(fā)明涉及艦艇殼體安全技術領域，尤其涉及一種艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)。

背景技術：

在船只吃水線下常附著大量海洋生物，海洋生物附著后，艦船底粗糙并增重，增加摩擦阻力，航速降低，燃料消耗提高；堵塞海水管道和海底閥門；產生妨礙聲吶工作的噪音，降低聲吶性能；促進腐蝕，使木船被船蛆或蛀木虱鉆孔。這類生物若固著在艦艇上，隨著時間的推移，其繁殖數(shù)量會愈來愈多，面積不斷增大，甚至蓋滿艦艇的整個水下部分，這樣污著生物會增加艦船自重和航行的阻力，引起航速降低和燃料消耗增加，并縮小艦艇活動范圍，嚴重影響艦船的航行特性和作戰(zhàn)性能。

無論是化學清洗還是人工清洗都存在著清洗成本高、效率低、污染環(huán)境等問題，遠遠不能滿足現(xiàn)代社會日益增長的工業(yè)及民用清洗要求。并且國內還存在著修船期長、船塢不足的問題，同時船塢清刷還增加了船舶的非營運時間和燃油消耗。

在傳統(tǒng)的探傷監(jiān)測作業(yè)中，可以隨時清除附著在海上設施的生物，但是其結構復雜，可靠性低，而且噴酸管噴出的酸液還可能對設施及艦艇產生腐蝕作用，很不環(huán)保。

鑒于上述缺陷，本發(fā)明創(chuàng)作者經過長時間的研究和實踐終于獲得了本創(chuàng)作。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)，用以克服上述技術缺陷。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)，設置在艦艇殼體上并能夠在其上行走的行走系統(tǒng)，行走系統(tǒng)包括移動監(jiān)測裝置，信號處理系統(tǒng)、供電系統(tǒng)、即時處理系統(tǒng)和報警裝置；

其中，所述的移動監(jiān)測裝置包括設置艦艇殼體上的第一監(jiān)測裝置，第二監(jiān)測裝置以及第N監(jiān)測裝置，艦艇殼體分成N個區(qū)域，每個區(qū)域內設置有一監(jiān)測裝置，在每一檢測的區(qū)域內設置有一軌道，所述的每一監(jiān)測裝置分別在軌道上運動，并對艦艇外殼進行探傷檢測；

所述的軌道粘貼在艦艇殼體上，軌道為粘貼膠條，其外表面為磁鐵，所述的監(jiān)測裝置在本實施例中為移動小車，所述的移動小車底部設置電磁鐵，移動小車通過與磁鐵接觸；

在移動監(jiān)測裝置上設置有多種檢測傳感器，分別對監(jiān)測區(qū)間內的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進行采集；包括CCD相機、聲音傳感器、濕度和溫度傳感器和位置傳感器，為了保證檢測的精度，各種傳感器均成組設置；

每個監(jiān)測區(qū)域的預設的寬度為B，每個移動監(jiān)測裝置監(jiān)測的范圍半徑為r,移動監(jiān)測裝置的行程為d,則每一移動監(jiān)測裝置的檢測區(qū)域為s＝r X d；

設定標準的移動監(jiān)測裝置的預設距離D，則預設的每一移動監(jiān)測裝置的檢測范圍為S＝B X D；

滿足：s>S,

并且，r>B,

并且，d>D。

進一步地，所述的移動監(jiān)測裝置包括對檢測區(qū)間進行信號采集的模塊和信號處理模塊，包括圖像信號采集單元、音頻信號采集單元、生物信號采集單元和環(huán)境信號采集單元，分別對監(jiān)測區(qū)間內的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進行采集并傳輸至設置在移動監(jiān)測裝置內的初級信號處理單元中，將采集的信號轉化為既定格式的數(shù)字信號。

進一步地，所述的初級信號處理單元將轉換后的數(shù)字信號傳輸至次級信號處理單元內進行處理、過濾，每一個移動監(jiān)測裝置附有一個次級信號處理系統(tǒng)，固定設于車站或區(qū)間內。經次級信號處理單元處理的信號上傳至指揮中心內，對各個移動檢測裝置的信號進行匯總，并對異常情況做出處理。

進一步地，在每個區(qū)域內，當移動監(jiān)測裝置的行程為d>預設距離D時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內能滿足對全距離的監(jiān)測；

當移動監(jiān)測裝置的行程為d<預設距離D時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內不能滿足對全距離的監(jiān)測，設置至少兩個移動監(jiān)測裝置，各個移動監(jiān)測裝置分別在相應的區(qū)域內移動。

進一步地，設定監(jiān)測區(qū)域及軌道的依據(jù)為：在r>B時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內能滿足對全距離的監(jiān)測；

在r<B時，則在該區(qū)域內設置至少兩個監(jiān)測區(qū)域及監(jiān)測軌道。

與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明的艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)，在本發(fā)明中，通過對圖像、音頻、生物信息等的檢測，準確獲知艦艇殼體的各種損傷情況，能夠有效檢測并排除機械硬傷、腐蝕損傷、碰撞硬傷、以及對附著在表面的污漬進行檢測。

本發(fā)明通過采用分區(qū)域的移動監(jiān)測裝置進行監(jiān)測，通過全覆蓋的方式，對整個艦艇殼體進行監(jiān)控，監(jiān)測的精度及準確度極高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)的功能框圖；

圖2為本發(fā)明的移動監(jiān)測裝置內的監(jiān)測功能框圖；

圖3為本發(fā)明的艦艇殼體探傷檢測的結構意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，對本發(fā)明上述的和另外的技術特征和優(yōu)點作更詳細的說明。

請參閱圖1所示，其為本發(fā)明的艦艇殼體探傷檢測系統(tǒng)的功能框圖，包括設置在艦艇殼體上并能夠在其上行走的行走系統(tǒng)2，行走系統(tǒng)2包括移動監(jiān)測裝置，信號處理系統(tǒng)3、供電系統(tǒng)6、即時處理系統(tǒng)4和報警裝置5。

其中，所述的移動監(jiān)測裝置包括設置艦艇殼體上的第一監(jiān)測裝置1，第二監(jiān)測裝置以及第N監(jiān)測裝置，請結合圖3所示，在本發(fā)明實施例中，艦艇殼體分成N個區(qū)域，每個區(qū)域內設置有一監(jiān)測裝置，在每一檢測的區(qū)域內設置有一軌道8，所述的每一監(jiān)測裝置分別在軌道上運動，并對艦艇外殼進行探傷檢測。在本實施例中，艦艇外殼分成第一檢測區(qū)域21、第二檢測區(qū)域22和第三檢測區(qū)域23，監(jiān)測裝置在每個區(qū)域內按照軌道上的路線進行移動監(jiān)測。

在本實施例中，所述的軌道8粘貼在艦艇殼體上，軌道8為粘貼膠條，其外表面為磁鐵，所述的監(jiān)測裝置在本實施例中為移動小車，所述的移動小車底部設置電磁鐵，移動小車通過與磁鐵接觸，能夠在膠條上移動。

在本發(fā)明實施例中，在移動監(jiān)測裝置上設置有多種檢測傳感器，分別對監(jiān)測區(qū)間內的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進行采集；包括CCD相機、聲音傳感器、濕度和溫度傳感器和位置傳感器，為了保證檢測的精度，各種傳感器均成組設置。

請參閱圖2所示，本發(fā)明實施例的移動監(jiān)測裝置包括對檢測區(qū)間進行信號采集的模塊和信號處理模塊，包括圖像信號采集單元、音頻信號采集單元、生物信號采集單元和環(huán)境信號采集單元，分別對監(jiān)測區(qū)間內的圖像、音頻、生物信息和環(huán)境信息進行采集并傳輸至設置在移動監(jiān)測裝置內的初級信號處理單元中，將采集的信號轉化為既定格式的數(shù)字信號。

所述的初級信號處理單元將轉換后的數(shù)字信號傳輸至次級信號處理單元內進行處理、過濾，每一個移動監(jiān)測裝置附有一個次級信號處理系統(tǒng)，固定設于車站或區(qū)間內。經次級信號處理單元處理的信號上傳至指揮中心內，對各個移動檢測裝置的信號進行匯總，并對異常情況做出處理。

本發(fā)明實施例的信號處理系統(tǒng)由上述三級構成。

本發(fā)明實施例的移動監(jiān)測裝置在每次艦艇運行之前，對艦艇運行軌道完成完整的移動監(jiān)測過程。

在本發(fā)明實施例中，每個監(jiān)測區(qū)域的預設的寬度為B，每個移動監(jiān)測裝置監(jiān)測的范圍半徑為r,移動監(jiān)測裝置的行程為d,則每一移動監(jiān)測裝置的檢測區(qū)域為s＝r X d。設定標準的移動監(jiān)測裝置的預設距離D，則預設的每一移動監(jiān)測裝置的檢測范圍為S＝B X D。在本實施例中，

需滿足：s>S,

并且，r>B,

并且，d>D，

才能夠保證監(jiān)測裝置能夠的覆蓋范圍完全覆蓋所有艦艇外殼。

在本發(fā)明實施例中，第一監(jiān)測區(qū)域21、第二監(jiān)測區(qū)域22和第三監(jiān)測區(qū)域23，在每個區(qū)域內，當移動監(jiān)測裝置的行程為d>預設距離D時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內能滿足對全距離的監(jiān)測；

當移動監(jiān)測裝置的行程為d<預設距離D時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內不能滿足對全距離的監(jiān)測，設置至少兩個移動監(jiān)測裝置，各個移動監(jiān)測裝置分別在相應的區(qū)域內移動。

在本發(fā)明實施例中，設定監(jiān)測區(qū)域及軌道的依據(jù)為：在r>B時，一個移動監(jiān)測裝置在預設的行走周期內能滿足對全距離的監(jiān)測；

在r<B時，則在該區(qū)域內設置至少兩個監(jiān)測區(qū)域及監(jiān)測軌道。

在本發(fā)明實施例中，所述的次級信號處理系統(tǒng)對每種信號的多種采集數(shù)據(jù)進行判定，確定是否超出閾值范圍；在其內設置一比較模塊，具體為比較器，分別采集各個傳感器采集的電壓和電流值；其對所有信號處理單元內存儲的電流和電壓采集信號進行運算處理，并按照下述公式計算某一種采樣數(shù)值的多組電流和電壓信號中第二傳感器對第一傳感器采集數(shù)值的重合度P₂₁，

$P_{21}(u_1,i_1)=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_2,i_2}\left(T\right(u_2,i_2)*I^{\&prime;}(u_1+u_2,i_1+i_2\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_2,i_2}T{(u_2,i_2)}^2*{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_2,i_2}I{(u_1+u_2,i_1+i_2)}^2}}---\left(1\right)$

式中，P₂₁(u₁,i₁)表示每組電流和電壓信號的重合度，u₁和i₁分別表示第一傳感器采集的電壓信號、電流信號，u₂和i₂分別表示所述第二傳感器采集的電壓信號、電流信號，T表示均方差運算，I和I'表示積分運算；

所述第二傳感器對第一傳感器的信號重合度P₂₁按照下述公式進行計算；

$P_{21}(u,i)=\frac{\underset{j=1}{\overset{M}{\mathrm{\&Sigma;}}}{P}_{1j}(u_1,i_1)}{M}---\left(2\right)$

式中，M表示取樣組數(shù)，j表示序列數(shù)，P_1j(u₁,i₁)表示每組信號中所述第二傳感器對第一傳感器的信號重合度。

所述比較單元計算第二傳感器對第傳感器的信號重合度P₂₁，第三傳感器對第一傳感器的信號重合度P₃₁，

$P_{31}(u_1,i_1)=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}\left(T\right(u_3,i_3)*I^{\&prime;}(u_1+u_3,i_1+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}T{(u_3,i_3)}^2*{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}I{(u_1+u_3,i_1+i_3)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₁(u₁,i₁)表示每組電流和電壓信號的重合度，u₁和i₁分別表示第一傳感器采集的電壓信號、電流信號，u₃和i₃分別表示所述第三傳感器采集的電壓信號、電流信號，T表示均方差運算，I和I'表示積分運算；

第三傳感器對第二傳感器的信號重合度P₃₂，

$P_{32}(u_2,i_2)=\frac{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}\left(T\right(u_3,i_3)*I^{\&prime;}(u_2+u_3,i_2+i_3\left)\right)}{\sqrt{{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}T{(u_3,i_3)}^2*{\mathrm{\&Sigma;}}_{u_3,i_3}I{(u_2+u_3,i_2+i_3)}^2}}---\left(3\right)$

式中，P₃₂(u₃,i₃)表示每組電流和電壓信號的重合度，u₂和i₂分別表示第二傳感器采集的電壓信號、電流信號，u₃和i₃分別表示所述第三傳感器采集的電壓信號、電流信號，T表示均方差運算，I和I'表示積分運算；

并將其上傳至指揮中心。

在所述的指揮中心包括數(shù)據(jù)處理單元和數(shù)據(jù)存儲器，數(shù)據(jù)處理單元包括MCU處理器，其從數(shù)據(jù)存儲器中獲取重合度閾值P₀，所述MCU處理器將所述計算所得的重合度值與重合度閾值P₀進行比對，若所述重合度值大于閾值，則斷定某一監(jiān)測指標超出預期，存在損傷。

同時，數(shù)據(jù)處理單元通過位置傳感器獲取該處的位置信息，通過即時處理系統(tǒng)進行即時處理。

在本發(fā)明中，通過對圖像、音頻、生物信息等的檢測，準確獲知艦艇殼體的各種損傷情況，能夠有效檢測并排除機械硬傷、腐蝕損傷、碰撞硬傷、以及對附著在表面的污漬進行檢測。

在本發(fā)明實施例中，所述的數(shù)據(jù)存儲器中存儲有各個監(jiān)測指標的閾值以及對應的故障類型及解決方案的數(shù)據(jù)庫；通過監(jiān)測信息的類型確定實際的解決方案。

所述的供電系統(tǒng)6由不間斷電源供電滑道等組成，與次級信號處理系統(tǒng)設于相同位置，用于為系統(tǒng)內所有設備設施提供動力能源。

所述的即時處理系統(tǒng)4，對監(jiān)測到異常情況，在可處理范圍內時，由設置在行走系統(tǒng)上的機械手臂等設施，進行即時處理。用以保證以最快的速度排除影響行

所述的報警系統(tǒng)5，包括采用聲光等措施，異常情況發(fā)生時，在通過運營管理系統(tǒng)發(fā)出信號的同時，直接向艦艇發(fā)出警示，以便最快的速度采取措施，避免險情。

上述詳細說明是針對本發(fā)明其中之一可行實施例的具體說明，該實施例并非用以限制本發(fā)明的專利范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均應包含于本發(fā)明技術方案的范圍內。