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超声波技术在船舶测距中的应用研究报告超声波技术在船舶测距中的应用研究报告摘要近年来，随着科技的不断发展和航运业的蓬勃发展，海上船舶数量不断增加，船舶测距越来越成为海上航行中不可缺少的技术手段之一。
超声波技术作为一种基于声谱的测量方法，已经在船舶测距中得到广泛应用。
本文旨在探究超声波技术在船舶测距中的应用及其优势。
关键词：超声波技术, 船舶测距, 测量方法引言船舶测距技术是航运业的重要环节之一，其在航行中起到至关重要的作用。
以前主要采用电磁波技术进行测距，但由于受天气、海况等因素影响，测距精度较低。
而超声波技术作为一种相对于电磁波技术而言更加科学、准确的测量方法，在船舶测距中逐渐得到了广泛的应用。
超声波技术的原理超声波是一种声谱，频率高于人类听力的极限，即20kHz。
当超声波在介质中传播时，会遇到介质的各种结构而发生反射、折射、透射等现象。
通过测量反射回来的超声波的时间及幅度等参数，可以获取到介质的内部信息，并进而推断出介质的性质及其与其他介质的界面位置信息。
超声波技术在船舶测距中的应用超声波技术在船舶测距中的应用主要集中在两个方面：测量船舶吃水线与水面之间的距离和检测船舶底部结构的情况。
1.测量船舶吃水线与水面之间的距离船舶吃水线与水面之间的距离常常直接关系到船舶的安全和稳定，因此精确测量这一距离对于船舶来说十分重要。
超声波技术在此应用中可通过安装超声波传感器来直接测量船舶吃水线与水面之间的距离，同时还能及时掌握水深情况，可以大大提高船舶的安全性。
2.检测船舶底部结构的情况船舶底部结构是指底部板、侧舷板、框架和龙骨等部位。
底部结构的完整与否关系到船舶的稳定性和航行速度，如果底部结构受损，船舶就可能会出现漏水等严重后果。
超声波技术可通过超声波探头对船舶底体结构进行扫描和检测，及时掌握底体结构损伤情况，为保障船舶安全提供有效手段。
优势超声波技术在船舶测距中的应用主要具有以下几个优点：1.测距精度高：超声波技术的测距精度高于电磁波技术，能够满足船舶测距的需求。
验，但是冲水试验受气候因素制约（例如雨天、0℃以下无法进行），而且试验时溅起的大量水花影响周围区域施工作业，还可能对靠泊水域造成污染。
利用超声波检测技术对货舱盖进行密性检查，普遍应用于船舶保险行业，由于其具有精确定位泄漏点位置、灵敏度高和操作便捷等特点，目前受到越来越多的关注，在船舶检验工作中应用的前景广阔。
技术简介1、工作原理超声波泄漏检测技术是一种无超声波检测技术在船舶货舱盖密性试验上的应用船舶货舱盖是保证船体密性和船舱内货物安全的一种封闭设备，同时还具有一定的抵抗压力的能力。
由于货舱盖关闭的舱口尺寸较大，其密封性、强度和可靠性关系到货物运输质量和船舶的安全。
在新造船检验过程中，普遍采用冲水试验对货舱盖的密性进行检中国船级社江苏分社 但家梭 沈 通 罗钢华技术 Observation损检测方法，在测试过程中将超声波发射源置于货舱（空舱或装载货物）内部，使超声波信号充满整个被测区域，当关闭货舱盖后，使用超声波接收器在货舱盖外部检测可能泄露的超声波信号，通过泄漏的超声波信号强度判断货舱盖泄漏的具体位置以及泄漏点的大小。
货舱盖超声波泄漏检测示意图如图1所示。
2、超声波检测设备超声波泄漏检测设备是一套便携式检测工具，主要由超声波发射器、超声波接收器、耳机、麦克风和伸缩杆等组成，如图2所示。
超声波发射器上设置多个发射极（呈半球形分布），通过不同的功率档位调节超声波信号发射强度。
麦克风探测可能泄露的超声波信号，接收器对探测的信号进行处理，并显示接收到的超声波声能级别，声能级别用dB（分贝）或带有条形图的OH（Open Hatch）表示。
在寻找超声波泄露点的过程中，检测人员佩戴耳机，沿着货舱舱口接合处进行扫描，在看到接收器上显示有超声波数据前会听到超声波的声音，一旦听到超声波的声音，检测人员可在声音来源区域寻找、定位并标识泄露点。
3、 操作步骤（1）货舱盖保持全开状态，将超声波发射器置于货舱内，开机，通过遥控调节发射器的功率；（2）在舱口围四周不同位置沿着发射源方向移动麦克风，探测超声波信号，调节发射源功率，使接收器获得一个稳定的dB 数值，这个数值称为“开口值”（Open Hatch Value，OHV），为确保探测辨识度，厂家一般推荐OHV 不小于40dB ；（3）完全关闭并锁定货舱盖，检测人员佩戴耳机并手持麦克风，如果在舱口盖接合处探测到泄漏的超声波信号，接收器会显示超声波数值，同时耳机会听到超声波的声音，此时可以定位并标识泄露区域；（4）为确认在检测过程中不是由于发射器故障或意外关闭，导致探测读数偏低或为0dB，检测完毕后，图1 货舱盖超声波泄漏检测示意图1.超声波发射器；2.超声波接收器；3.耳机；4.麦克风；5.伸缩杆图2 便携式超声波泄漏检测仪完全打开货舱盖，再检测一次OHV，与检测前的初始OHV对比，如两者相差不大，则表明在检测过程中发射器工作良好，超声波信号源稳定。
关投资方决定在外高桥港区六期建设一个大型的专业汽车滚装码头。
该码头位于外高桥六期工程下游段,其中,530m 岸线可同时停靠两艘世界最大的汽车滚装船,年吞吐量可达80万辆。
天津滚装码头有限公司原有的码头已不能满足需要,已投资修建了天津港环球滚装码头,目前已开始运营。
广州港南沙滚装码头在2008年新增建了20万m 2的库场。
广州新沙正在建设12万m 2的多层室内停车场,同周边货运代理企业合作经营20万m 2多层停车场也已开工建设,建成后可在内进行PD I 检测、配送等物流服务。
在港口资源受到限制的情况下,商品车品牌商或物流企业可在港口周边区域建设或租用专业的保管场,在专用保管场内开展检测、配送等服务。
由于滚装运输企业自建配套设施耗资较大,加上社会公共资源的逐步发展完善,今后国内汽车滚装企业应更多地采用直接利用社会码头及其配套仓储资源的方式。
对于滚装企业来讲,应该将物流发展的重心始终向船队建设倾斜,对于物流配套设施,能外协的就外协,只有这样才能适应物流发展的内在要求和发展趋势。
3.4 抓好滚装物流运营组织,降低滚装物流成本商品车生产企业应根据企业货物的多少和运输距离来调整水路和陆路运输比重,使其达到一个合理的水平,这已经是当务之急。
据了解,运输在汽车的销售成本上所占的比例,欧美汽车制造企业是8%左右,日本汽车厂商只有5%,而我国汽车生产企业这一数字普遍在15%以上。
可见,我国汽车企业的物流成本明显偏高。
随着成本压力的不断增大,越来越多的汽车公司试图寻求水运方面的突破。
但是光有水运并不能形成一个便捷合理的运输格局,做好公路、铁路、水运的联动才是未来中国汽车物流的发展方向。
当前我国公路整车物流竞争激烈,公路运力相对过剩,获得社会运力比较容易。
对于国内汽车滚装企业,所需配送运力应尽量整合社会运力资源,建议采用租用或合作方式,变单纯自营配送为共同配送,更好地满足客户需求,提高配送效率,降低配送成本。
在整个物流生产管理中,船舶运行组织是重点也是难点,需要严格按照 班轮化、科学化、效益化 的原则,以市场为中心,科学组织,合理调度,精细管理,为客户提供定期的、计划性的、低成本的高效的水路运输服务。
多波束和三维声呐技术在码头工程中的应用实例码头工程是指在河口、港口、江湖、河流等水域中，建立供船舶装卸货物、停泊、周转和维护等服务设施的工程。
航线通畅、码头设施完善、物流配套完备的优良港口，对于发展国民经济和推动区域经济发展具有重要的战略意义。
现代化的码头工程离不开多种技术手段的支持，其中多波束和三维声呐技术在码头工程中得到了广泛应用。
多波束技术是通过多个传感器发射多个声波束进行测量，得出水深、水底形态图和水底物探信息的先进技术手段。
多波束的特点在于能够准确获取水深信息，从而可以快速地测量出航道水深情况，为码头工程的建设提供重要的数据支撑。
以江门港码头工程为例，江门港是珠江三角洲地区的重要港口之一，为了提高江门港的物流产业竞争力，设计师在码头工程中采用了多波束技术进行水深测量，大幅提高了测深精度，同时加快了工程建设的进度和提高了安全标准。
通过多波束技术，江门港的航道规划、维护和资源监测都实现了精准、高效、安全的管理。
三维声呐是将现代声呐与三维成像技术相结合，形成一种高效的水下测量系统。
它通过红外线、超声波、激光等技术获取二维和三维的水下物体及其移动路径的信息，可在狭窄的海域内进行高精度测量，从而对码头工程的建设起到重要的作用。
例如，厦门海港码头工程是中国东南沿海最大的深水港之一，它的建设得到了三维声呐技术的有力支持。
三维声呐实现了航道贡献测量和测量数据叠加，可以准确地测量出水深、水温、水速等信息，提高了船只进出海口的安全性。
同样地，三维声呐技术也为攀枝花市港建设提供了有效的技术保障。
港口建设过程中，通过三维声呐技术，精确掌握了港口周边水域的信息，帮助设计师评估险情、把控工程进度和提高港口的建设质量。
三、小结多波束和三维声呐技术的应用是现代码头建设必不可少的技术手段之一。
它们以其高精度、高效率、高安全性的特点，让码头建设得以顺利推进，为港口经济的发展和区域经济的提升打下了坚实的基础。
随着技术的不断推进和应用的不断深入，多波束和三维声呐技术定将在码头建设中发挥越来越重要的作用。
超声波技术在船舶导航设备中的应用作者：黄云鹏林育生来源：《电子技术与软件工程》2017年第05期摘要超声波技术应用范围广泛，利用其在水中和空气中传播特性，分别应用到船用导航设备测深仪、多普勒计程仪、声相关计程仪、船舶气象仪中，为船舶系统提供水深、航速、风向、风速、温度等导航信息，对于船舶航行安全具有重要意义。
【关键词】超声波导航设备应用声相关多普勒换能器1 引言超声波技术应用范围广泛，发展日趋成熟。
船用导航设备主要用于船舶的航行导航，它为船舶系统提供航向、航速、航程、航迹、位置、水平姿态、水深、气象要素等导航信息。
超声波技术从上世纪第二次世界大战期间开始应用到船舶导航系统中，最典型的应用是水深测量，通过半个多世纪的发展，目前各种测深仪产品和技术已经非常成熟和普及。
随着技术进步，超声波技术在导航设备中的应用领域越来越广泛，逐步应用到测量航速、风速风向、温度等领域，二十世纪六十年代初美国研制了第一台多普勒计程仪，二十世纪七十年代后期美国通用电气公司提出了声相关测速的理论并研制了声相关计程仪样机，二十世纪八十年代意大利研制了超声波风速仪原理样机。
国内相关领域的研究相对滞后，目前测深仪研究比较成熟，产品较多；多普勒计程仪、超声波风传感器研究方兴未艾，陆续有新产品推出；声相关计程仪的研究起步较晚，产品进入样机阶段。
本文着重论述超声波应用到船舶导航领域的主要技术及产品。
2 超声波技术2.1 超声波超声波是指频率大于20kHz的声波，因其频率下限大约等于人的听觉上限而得名。
一般把频率大于15kHz的声波认为是超声波。
超声波可在不同介质中以不同的速度传播，具有定向性好、能量集中、传输过程中衰减较小、反射能力较强等优点。
声波是目前人类掌握的唯一能在大海中远距离传递信息和能量的载体，声波之所以成为水下最佳信息载体，是因其与电磁波等其它物理场相比，在水介质中衰减系数最小，可以远距离传播。
超声波发生器可以分为两大类：一类是用电气方式产生超声波，包括压电型、磁致伸缩型和电动型等；另一类是用机械方式产生超声波，有加尔统笛、液哨和气流旋笛等。
广州德光船舶舱口盖超声波泄漏检测泄漏的水通过舱口盖进入货仓是货物损坏的主要原因。
船舶所有者，管理者和保险公司最关注的是舱盖的水密（不漏水），因为舱口盖漏水后损坏货物，往往造成保险公司和P＆I俱乐部被货主要求大额的索赔。
船舶舱口盖超声波泄漏检测仪应用●货物舱口盖●船头和船尾门●舱门密封等等CARGO-SAFE 船舶舱口盖超声波泄漏检测仪卡拉斯检测仪器是在世界各地的海洋船舶测量师的最佳选择。
是ABS 认可舱口盖测试仪。
它提供一种快速，简便的方法检测舱口盖 船头，船尾和侧门，但不同于软管浇水，不会对港口或港口环境的产生负面副作用，同时也可以在零度以下的温度自如的检测1.CARGO-SAFE 船舶超声波泄漏检测仪全套配置 便携外盒发射器接收器耳机保护皮套检测麦克风三节可调节伸缩棒电池和充电器2. CARGO-SAFE 船舶超声波泄漏检测仪特性与软管浇水测试不同、，船舶超声波泄漏检测仪优点：• 符合环境管理计划的港口和不污染海洋环境，• 可以找到孔和泪水的舱门密封与精度• 检测时不损坏货舱的货物• 可以在零下温度进行检测• 不会干扰其他船员的活动3. CARGO-SAFE 船舶超声波泄漏检测仪其他特性1）每套CARGO-SAFE 船舶超声波泄漏检测仪带有自己的校准与ABS 的证书。
2）配置完整说明操作手册。
3）简单易用，快速准确检测结果。
4）DB （分贝） 与OHV （舱口值） 的百分比相互容易转换。
5）不需要经常定期重新校准。
6）手提行李适合上飞机。
7）最强大超声波157 dB 的发射器，适用于任何规模的船上。
8）1 年保修接收器和发射器。
9）IP66耐用和风暴等级10）夜光显示便于在明亮的阳光下或在黑暗中阅读。
11）LED 和声音的发射器上的电池电量不足时警告。
4. CARGO-SAFE 船舶超声波泄漏检测仪校准和保养仪器销售后，从出厂之日起，可以5年内无需校准，平常使用配有发射器的检查器和发射器与接收器的相互检测。
声学测量技术在船舶工程中的应用优化近年来，随着科技的不断发展，声学测量技术在船舶工程中的应用得到了广泛的关注和应用。
声学测量技术通过利用声波在水中的传播特性，可以对船舶的结构和性能进行精确的测量和评估。
本文将从声学测量技术的原理、应用优势以及在船舶工程中的具体应用方面进行探讨。
首先，我们来了解一下声学测量技术的原理。
声学测量技术是利用声波在介质中传播的特性进行测量的一种技术。
声波在水中传播的速度和路径会受到介质的密度、温度、压力等因素的影响，通过测量声波的传播时间和路径，可以计算出介质的性质以及被测物体的位置、形状等信息。
声学测量技术具有非接触、高精度、实时性强等特点，因此在船舶工程中得到了广泛的应用。
其次，声学测量技术在船舶工程中的应用具有诸多优势。
首先，声学测量技术可以对船舶的结构进行全面的评估。
通过测量声波在船体表面的反射和散射情况，可以获取到船舶表面的形状、粗糙度等信息，从而评估船舶的结构完整性和耐久性。
其次，声学测量技术可以对船舶的性能进行准确的评估。
通过测量声波在船舶内部的传播和衰减情况，可以获取到船舶内部的声学特性，进而评估船舶的噪声、振动等性能指标。
此外，声学测量技术还可以对船舶的水下声学信号进行监测和分析，从而评估船舶的水下隐蔽性和水下通信性能。
接下来，我们来具体了解一下声学测量技术在船舶工程中的应用方面。
首先，声学测量技术可以用于船舶的结构检测和维护。
通过对船舶表面的声学测量，可以实时监测船舶的表面腐蚀、磨损等情况，及时进行维修和保养，从而延长船舶的使用寿命。
其次，声学测量技术可以用于船舶的性能评估和优化。
通过对船舶内部声学特性的测量，可以评估船舶的噪声、振动等性能指标，进而优化船舶的设计和布局，提高船舶的舒适性和性能。
此外，声学测量技术还可以用于船舶的水下声学信号监测和分析。
通过对船舶水下声学信号的测量和分析，可以评估船舶的水下隐蔽性和水下通信性能，为船舶的水下作业和通信提供支持。
超声波衍射时差法在船舶焊接智能化检测方面的发展现状和意义摘要：超声波衍射时差法具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高、无辐射、成本较低、检测时间短等特点，并且可用数字式永久保存检测结果，弥补了常规超声波检测技术的不足。
检测范围适用于较厚的钢板，符合船舶制造工业的制造要求。
本文介绍了TOFD技术原理、结构等相关内容，阐述了国内外发展现状，再结合国家推进制造过程智能化的要求和深度学习发展，预测了超声波衍射时差法在船舶制造工业的应用将会大幅提升。
应用前景将会更加广阔，重要性和意义也在不断拔高。
0前言随着人工智能的崛起，各国都开始将人工智能应用到制造业，寻求进一步产能升级。
为提升制造业的智能化水平，德国政府在2013年4月的汉诺威工业博览会上正式推出工业4.0战略；我国国务院于2015年5月19日印发《中国制造2025》，部署关于全面推进制造强国战略的计划。
文中指出，信息技术与制造业正在加速融合，形成新的生产方式。
为了实现中国制造业由大变强的历史跨越，必须在智能制造领域推进信息化与工业化深度融合，加快发展智能制造装备和产品的进程，推进制造过程的智能化。
而船舶制造作为船舶工业中最重要的一环，其智能化势在必行。
超声衍射时差技术[1]（Time of Flight Diffraction Technique），是一种基于衍射信号实时检测的技术，利用缺陷端点的衍射波信号进行探测和测定缺陷尺寸的一种自动超声检测方法。
TOFD检验技术检测焊接的范围在12mm-400mm[2]，具有缺陷检出能力强、缺陷定位精度高、节省设备的制造时间、无辐射、成本相对较低、检测时间短等特点[3-4]，并且在检测资料上可以保证安全，可以用数字型式永久保存，弥补了常规超声波检测技术的不足。
是一种能精准检测焊接缺陷的无损检测方法，故被广泛运用于特种设备焊接缺陷的检测。
随着科技发展，TOFD方法具有的无辐射，成本较低、操作简单等优点，已十分契合船体焊接的缺陷检测的要求。
1引言轮船进港是驾驶技术中要求比较高的部分。
由于港口附近障碍物较多，给轮船安全快速地停靠岸边带来了困难。
以往我们采用的大多是人工寻呼的方式，即港口工作人员目测轮船位置，通过对讲机给船员指示，帮助轮船安全停靠。
这种方式准确性不够，要求船员技术性强，并且需要港口工作人员的配合度较高。
特别是在视线不良的情况下，仅靠船员目测，准确性就大大降低了。
本文设计了一种超声波装置，它能使船只更加安全准确地进港。
超声波作为一种信息载体，具有定向性好、能量集中、在传输过程中衰减较小、反射能力较强、成本较低、对人体无害等优点。
利用超声波的反射回波来探测轮船与障碍物之间的距离，能够更加具体准确地帮助船员安全停靠船只。
2超声波在轮船进港中的运用原理根据需要，在轮船四周装上超声波传感器，向轮船四周发射超声波，在发射的同时开始计数，超声波在空气中传播，途中碰到障碍物就立即反射回来，超声波接受器收到反射波就立即停止计数。
超声波在空气中的传播速度为C （此值与空气的温度有关），根据记时器记录的时间t ，就可以计算出发射点到障碍物的距离S ，即S ＝C ×t ／2。
每组传感器所测量的障碍物距离通过LED 显示出来。
这样，船员就能清楚地知道在船体的哪个位置离障碍物有多远。
3硬件电路3.1MAX7219的功能介绍MAX7219是CMOS 串行接口的LED 显示驱动芯片，它仅占用GMS97C1051的3条I ／O 线（时钟、数据输入、数据锁定信号）即可实现数据的LED 显示，并可通过软件对LED 显示亮度进行控制。
MAX7219特点为：10MHz 串行接口；专用LED 段控制器；数字和模拟亮度控制；具有16个内部寄存器；使用16位数的数据格式。
MAX7219占用很少的单片机接口，显示出轮船所测出的障碍物距离。
3.2GMS97C1051的功能特点GMS97C1051是具有1K 字节EPROM 的高性能OTP 微控制器，它与MCS －51的指令系统完全兼容，其封装为20线双列直插窄行封装，因而它是一种功能强大、体积小巧的微控制器，它为很多嵌入式控制应用提供了高度灵活的解决方案。
GMS97C1051有以下特点：1K 字节的EPROM ；64K 字节的RAM ；15根I ／O 线；16位定时／计数器；3个向量二级的中断结构；1个精密模拟比较器；片内振荡器和时钟电路；此外它还支持2种软件可选的节电方式，掉电方式保存RAM 内容。
GMS97C1051有2个16位定时／计数器（T 0／T 1）。
作为定时器，每个机器周期寄存器加1，这样寄存器即可计数机器周期，由于一个机器周期有12个振荡周期，故计数频率等于振荡频率的1／12；作为计数器，该寄存器在相应的外部输入脚（T 0／T 1）上出现从1至0的变化，故最大的计数频率等于振荡频率的1／24，通过对外部中断INT 0／INT 1编程，便可测量脉冲宽度。
充分利用GMS97C1051的内部资源即可实现轮船测量障碍物的全部功能。
3.3硬件电路设计硬件电路的原理图如图1所示。
超声波是由4011构成的振荡器产生振荡，经升压变换推动超声波换能器而发射的，振荡器是由GMS97C1051控制，P15为高时，振荡器起振，停止发射超声波。
超声波接收换能器将接收到的反射回波变换为电信号，经放大器放大，采用高增益、低噪声的OP07运算放大器，对放大后的信号进行整形，送到GMS97C1051的P14。
由GMS97C1051测得从超声波发射到接收到其反射回波的时间间隔，计算出离障碍物的距离。
该设计方案为传感器测得在20m 内有障碍物时，数码管显示出距离。
所以在设计时，以20m 超声波返回而被接收到的时间决定超声波发射的间隔。
C ＝345m ／s ，则T ＝2×20／345≈0.12s 。
由于传感器是同时发射超声波，为了避免发生混淆的现象，所以必须区分每个换能器发射的超声，在这里脉冲信号采用调幅信号，固定载波的频率，而采用不同的调制信号，与目标物接触后，被反射，反射超声脉冲被检测传感器接收。
其中，载波的频率由换能器来确定，即载波频率就是换能器的固有频率。
由于船体的不规则，发射的传感器信号可能被另一个传感器接收，这样，只要解调1234567891020191817161514131211B1C7C6R9R5R4R8R4R7C6C8C9D1D2VCCR1C2IC3：A4011IC3：B 4011125634R2R3C4VCCT1S18910IC3：C 4011N1IC2RST VCC RXD P17TXD P16X2P15X1P14INTB P13INT1P12T0P11T1P10GND P37GMS97C1051Y1IC1123456789101112DIN OUT D8D D4DP GND E D6C D2V ＋D3ISET D7G GND B D6F D1A LOAD CLKMAX7219242322212019181716151413超声波在轮船安全进港中的应用张佳（江苏科技大学南校区电工电子实验室，江苏镇江212000）摘要：运用超声波发生器向轮船四周发射超声波，测量船体周围障碍物离船的距离，通过LED 显示，对轮船的安全进港提供了技术保障。
从硬件电路和软件系统两方面分析了该装置的工作原理，针对超声波受温度影响较大的弱点进行了温度补偿。
对于在视线不良的情况下使轮船安全进港，有着重要的研究意义。
关键词：超声波；传感器；单片机；轮船安全进港图1轮船安全进港设计原理图Yingyong Jiaoliu ◆应用交流239机电信息2010年第18期总第264期出调制信号，就可以判断出是哪个传感器发射的。
3.4声速校正模块超声波在空气中传播的速度会受到温度、湿度、大气压力等因素的影响，在这些因素中，温度对其速度的影响更大一些，超声波在理想气体条件下空气中传播速度可以表示为：v＝rRTM姨式中M———气体的分子量；r———气体的定压比热与定容比热之比；R———摩尔气体常量；T———热力学温度。
根据一般条件下的温度变化情况，考虑到程序中实现的方便，利用查表法来做声速校正。
实验中所用到的温度（℃）与空气中对应速度值（m／s）如表1所示。
在实际应用时可根据精度要求，划分更多的采样点。
表1超声波在不同温度下的传播速度在系统设计中采用了美国DALLAS公司最新推出的一种可组网数字式温度传感器DS18B20，它体积小，电压适用范围宽（3～5V），用户还可以通过编程实现9～12位的温度读数，即具有可调的温度分辨率。
DS18B20只有一个数据输入／输出口，属于单总线专用芯片之一，大大提高了系统的抗干扰能力。
其内部采用在线温度测量专利技术，测量范围为－55℃～＋125℃，在－10℃～＋85℃时，精度为±0.5℃。
实际工作时根据现场环境，设定声速校正的取样点，达到克服环境温度对声速的影响，提高测量精度。
4系统软件设计轮船安全进港系统的软件采用模块化设计，由主程序、测距子程序、显示子程序等模块组成。
如图2、图3所示。
主程序完成初始化工作、各路超声波发射和接收顺序的控制。
测距子程序主要完成时间值的读取、距离计算、进行时间监测。
当轮船将要进入港口时启动该系统，船身四周的换能器开始测距。
整个系统实用方便。
5几种发射信号的比较此设计的发射信号除了可以用超声波信号之外，理论上还可以用激光、微波、红外线等其他信号。
下面我们对这几种发射信号的可行性作一比较。
5.1激光信号激光测距的测量和定向精度极高，可以测量很远的距离（多达若干公里），对电磁干扰不敏感，但是为了保护人眼，国家对激光测距的工作波长和功率有一定的限制，而且价格比超声波测距昂贵许多，一般在数千美元左右。
另外，激光测距在污物、泥水飞溅的环境里适应能力差，需要定期进行清洁保养。
一般在高端的军事武器上用得较多。
5.2微波信号微波测距用多普勒效应测量距离以及物体的运动速度，对尘埃和泥水不敏感，抗雾能力较强，成本不如激光测距高，相当常用。
但是抗电磁干扰的能力稍差，系统构件比较复杂，需要在设计时认真考虑。
5.3红外线信号红外线测距的精度比较高，但是测量距离很小，一般多用在照相技术中。
5.4超声波信号超声波测距的范围一般在10～30m左右，受温度的影响较大，需要进行温度补偿。
但是抗电磁干扰能力强，由于声波的传播速度不快，一般不用来测量正在高速运动的物体，但是测量一般运动的物体结果仍比较理想。
综上比较，此设计的发射信号选择超声波信号比较合适。
6结语超声波信号受外界影响较小，测量的距离精确，能满足轮船安全准确进港的要求。
同时用单片机设计的测距系统具有硬件结构简单、工作可靠、测量误差小、成本低等特点。
经过反复现场实验，整个设计工作稳定、可靠，实用性强。
所以该设计的应用前景非常广阔。
特别是在轮船进港视线不良的情况下，有着重要的研究意义。
［参考文献］［１］林金表．综合电子电路应用指南［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２００４．２３～１０９［２］耿德根．ＡＶＲ高速嵌入式单片机原理与应用［Ｍ］．北京：北京航天航空大学出版社，２００１．３５～２３８［３］潘宗预，潘登．超声波测距精度的探讨［Ｊ］．湖南大学学报，２００２，２９（３）：１８～２１，１５～１７［４］侯国章．测试与传感技术［Ｍ］．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，１９９８．５０～８９［５］温波健．利用激光测距计检测障碍物［Ｊ］．遥测遥控，１９９９（４）：２２～２４［６］李顺兰，张立为．微波测距仪［Ｊ］．海洋技术，１９９６（２）：１１～１３［７］王唤良．频率式红外测距原理［Ｊ］．中南林学院学报，１９９７（３）：２９～３１收稿日期：2010－04－20作者简介：张佳（1982－），女，江苏镇江人，硕士，助教，研究方向：电子信息。
温度／℃－100102030速度／（m／s）325.5331.5337.5343.5349.5开始系统初始化调用测距子程序距离≤20mNY调用显示子程序图2主程序流程图测距子程序开始触发超声波发射接受脉冲到来计算时间监视接收输入并进行时间测试返回图3测距子程序流程图应用交流◆Yingyong Jiaoliu240。
