海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)包括測(cè)量船、DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、磁探儀以及控制器；其中，所述控制器連接所述DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納以及所述磁探儀；所述控制器設(shè)置在所述測(cè)量船上；所述DGPS定位裝置用于提供定位坐標(biāo)；所述測(cè)深儀用于海纜路由測(cè)量；所述側(cè)掃聲納用于海纜管道掃測(cè)；所述磁探儀用于測(cè)量海纜埋深；所述控制器用于測(cè)量數(shù)據(jù)的分析。本發(fā)明能夠應(yīng)用于水下海底電纜測(cè)量，其獲得的測(cè)量結(jié)果可以為工程驗(yàn)收提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，較好的測(cè)量效果。
【專利說(shuō)明】海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海底電纜檢測(cè)領(lǐng)域，具體地，涉及一種海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]海底電力電纜主要用于陸島之間、橫越江河或港灣、陸上連接海上風(fēng)電場(chǎng)、從陸上連接鉆井平臺(tái)或鉆井平臺(tái)間的互相連接等。在一般情況下，應(yīng)用海底電纜傳輸電能無(wú)疑要比同樣長(zhǎng)度的架空電纜昂貴，但用它往往比用小而孤立的發(fā)電站作地區(qū)性發(fā)電更經(jīng)濟(jì)，在近海地區(qū)應(yīng)用好處更多。
[0003]海纜鋪設(shè)完成后，需要檢測(cè)鋪設(shè)質(zhì)量主要包括檢測(cè)海纜海底段路由沿線及其周邊一定范圍內(nèi)水下地形地貌、海底其他相關(guān)管線空間分布狀態(tài)、海底一定地層厚度范圍內(nèi)工程地質(zhì)分布狀態(tài)、海纜埋設(shè)完成后的平面位置、電纜埋設(shè)實(shí)際深度等物理探測(cè)及潛水員校核抽查，隨海纜埋設(shè)施工過(guò)程分階段及時(shí)量化評(píng)價(jià)施工質(zhì)量
[0004]經(jīng)對(duì)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的檢索，發(fā)現(xiàn)申請(qǐng)?zhí)枮?201320558655.1，名稱為一種海底電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)用新型公開了一種海底電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該實(shí)用新型設(shè)計(jì)的海底電纜實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括窄譜光源、第一耦合器、偏振控制器PC、電光調(diào)制器Ε0Μ、脈沖發(fā)生器、第一隔離器、第一摻鉺光纖放大器EDFA、第二隔離器、第一光濾波器、環(huán)形器、起偏器、傳感光纖、第二稱合器、第二摻鉺光纖放大器EDFA、檢偏器、第三隔離器、第二光濾波器、第一光電檢測(cè)器、第二光電檢測(cè)器、數(shù)據(jù)采集與顯示單元和時(shí)鐘控制單元。本實(shí)用新型通過(guò)檢測(cè)背向瑞利散射光的偏振態(tài)和相位來(lái)實(shí)現(xiàn)海底電纜運(yùn)行過(guò)程中的溫度和應(yīng)變，從而實(shí)現(xiàn)外界破壞、絕緣劣化、漏電、接地故障等狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。但是該實(shí)用新型無(wú)法探測(cè)電纜埋設(shè)實(shí)際深度等技術(shù)參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006]根據(jù)本發(fā)明提供的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)包括測(cè)量船、DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、磁探儀以及控制器；
[0007]其中，所述控制器連接所述DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納以及所述磁探儀；所述控制器設(shè)置在所述測(cè)量船上；
[0008]所述DGPS定位裝置用于提供定位坐標(biāo)；所述測(cè)深儀用于海纜路由測(cè)量；所述側(cè)掃聲納用于海纜管道掃測(cè)；所述磁探儀用于測(cè)量海纜埋深；所述控制器用于測(cè)量數(shù)據(jù)的分析。
[0009]優(yōu)選地，還包括淺層剖面儀，所述淺層剖面儀連接所述控制器，所述淺層剖面儀用于測(cè)量海纜埋深。
[0010]優(yōu)選地，所述測(cè)深儀包括換能器、羅經(jīng)以及電子柜；
[0011]其中，所述換能器通過(guò)所述電子柜連接所述控制器；所述羅經(jīng)連接所述電子柜；所述控制器向所述電子柜發(fā)出探測(cè)指令，所述電子柜根據(jù)所述探測(cè)指令控制所述換能器發(fā)出聲脈沖；所述換能器的多陣列接收單元接收經(jīng)反射和散射返回的聲脈沖并形成波束，所述波束經(jīng)所述電子柜發(fā)送至控制器進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。
[0012]優(yōu)選地，所述側(cè)掃聲納包括拖魚，所述拖魚通過(guò)纜繩與測(cè)量船的船頭側(cè)舷連接；所述拖魚電氣連接所述控制器。
[0013]優(yōu)選地，所述磁探儀包括拖體、光泵磁探頭以及壓力傳感器；所述光泵磁探頭和所述壓力傳感器設(shè)置在所述拖體內(nèi)；所述拖體通過(guò)電纜連接所述測(cè)量船；所述拖體電氣連接所述控制器；
[0014]所述壓力傳感器用于測(cè)量水深；所述光泵磁探頭用于測(cè)量海纜埋深。
[0015]優(yōu)選地，所述DGPS定位裝置包括GPS和天線，所述GPS設(shè)置在所述拖魚上方，所述天線設(shè)置在所述測(cè)量船上；所述天線通過(guò)所述GPS連接所述控制器。
[0016]優(yōu)選地，所述纜繩的長(zhǎng)度為5m。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0018]1、本發(fā)明能夠應(yīng)用于水下海底電纜測(cè)量，其獲得的測(cè)量結(jié)果可以為工程驗(yàn)收提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，具有較好的測(cè)量效果；
[0019]2、本發(fā)明中采用磁探儀進(jìn)行海底電纜深度的測(cè)量，測(cè)量精度更高；
[0020]3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0022]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本發(fā)明中磁探儀的安裝示意圖。
[0024]圖中:
[0025]I為測(cè)量船；
[0026]2 為 GPS 天線；
[0027]3為電纜絞車；
[0028]4為電纜；
[0029]5為海平面；
[0030]6為拖體；
[0031]7為光泵磁探頭；
[0032]8為海底。

【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0034]在本實(shí)施例中，如圖1、圖2所示，本發(fā)明提供的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)包括測(cè)量船、DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、磁探儀以及控制器；
[0035]其中，所述控制器連接所述DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納以及所述磁探儀；所述控制器設(shè)置在所述測(cè)量船上；
[0036]所述DGPS定位裝置用于提供定位坐標(biāo)；所述測(cè)深儀用于海纜路由測(cè)量；所述側(cè)掃聲納用于海纜管道掃測(cè)；所述磁探儀用于測(cè)量海纜埋深；所述控制器用于測(cè)量數(shù)據(jù)的分析。
[0037]本發(fā)明提供的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)還包括淺層剖面儀，所述淺層剖面儀連接所述控制器，所述淺層剖面儀用于測(cè)量海纜埋深。
[0038]所述測(cè)深儀包括換能器、羅經(jīng)以及電子柜；其中，所述換能器通過(guò)所述電子柜連接所述控制器；所述羅經(jīng)連接所述電子柜；所述控制器向所述電子柜發(fā)出探測(cè)指令，所述電子柜根據(jù)所述探測(cè)指令控制所述換能器發(fā)出聲脈沖；所述換能器的多陣列接收單元接收經(jīng)反射和散射返回的聲脈沖并形成波束，所述波束經(jīng)所述電子柜發(fā)送至控制器處理和存儲(chǔ)。
[0039]所述側(cè)掃聲納包括拖魚，所述拖魚通過(guò)纜繩與測(cè)量船的船頭側(cè)舷連接；所述拖魚電氣連接所述控制器。所述纜繩的長(zhǎng)度為5m左右。
[0040]所述磁探儀包括拖體6、光泵磁探頭7以及壓力傳感器；所述光泵磁探頭7和所述壓力傳感器設(shè)置在所述拖體6內(nèi)；所述拖體6通過(guò)電纜4連接所述測(cè)量船I ;所述拖體6電氣連接所述控制器；所述壓力傳感器用于測(cè)量水深；所述光泵磁探頭7用于測(cè)量海纜埋深。
[0041]所述DGPS定位裝置包括GPS和天線，所述GPS設(shè)置在所述拖魚上方，所述天線設(shè)置在所述測(cè)量船上；所述天線通過(guò)所述GPS連接所述控制器。
[0042]本發(fā)明提供的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)能夠檢測(cè)海纜海底段路由沿線及其周邊一定范圍內(nèi)水下地形地貌、海底其他相關(guān)管線空間分布狀態(tài)、海底一定地層厚度范圍內(nèi)工程地質(zhì)分布狀態(tài)、海纜埋設(shè)完成后的平面位置、電纜埋設(shè)實(shí)際深度等物理探測(cè)及潛水員校核抽查，隨海纜埋設(shè)施工過(guò)程分階段及時(shí)量化評(píng)價(jià)施工質(zhì)量。
[0043]DGPS定位裝置的導(dǎo)航數(shù)據(jù)采用Hypack Max軟件進(jìn)行處理，首先對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)資料對(duì)照計(jì)劃線進(jìn)行全面的檢查，把在衛(wèi)星狀態(tài)不好時(shí)，定位誤差大的個(gè)別點(diǎn)剔除。根據(jù)測(cè)深儀的換能器、拖魚、剖面儀的換能器不同的位置偏移量，生成不同儀器相應(yīng)的航跡圖，并將GPS位置分別歸算至測(cè)深儀的換能器、拖魚、剖面儀的換能器的位置。
[0044]測(cè)深儀采用多波束系統(tǒng)，多波束系統(tǒng)包括多陣列發(fā)射接收換能器和用于信號(hào)控制、處理的電子柜、運(yùn)動(dòng)傳感器、定位系統(tǒng)、聲速剖面儀和計(jì)算機(jī)軟、硬件及其顯示設(shè)備。
[0045]多波束發(fā)射接收換能器陣、電子柜和實(shí)時(shí)采集、控制計(jì)算機(jī)構(gòu)成多波束系統(tǒng)波束形成和處理的核心部分。多波束換能器通過(guò)計(jì)算機(jī)給出指令并在電子柜的控制下向下呈扇形發(fā)射聲脈沖。聲脈沖在海底傳播后，經(jīng)過(guò)反射和散射返回?fù)Q能器，換能器的多陣列接收單元利用窗口原理接收回波信號(hào)，并形成一系列波束。形成后的波束經(jīng)電子柜的前置放大、濾波和帶通處理后返回實(shí)時(shí)采集、控制計(jì)算機(jī)并進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。
[0046]本發(fā)明中一方面為了最大限度的避免拖魚鉤到水下的漁網(wǎng)，另一方面為了避免拖魚及纜繩碰到船尾的螺旋槳，工作時(shí)拖魚從船頭側(cè)舷位置安裝，拖曳點(diǎn)位于船頭側(cè)舷，控制纜繩長(zhǎng)度在5米左右，GPS安裝于拖曳點(diǎn)后方3米處，正好位于拖魚的正上方。
[0047]當(dāng)采用磁力儀測(cè)量時(shí)，首先根據(jù)所了解的探測(cè)目標(biāo)情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)建模和技術(shù)設(shè)計(jì)。根據(jù)實(shí)際情況，測(cè)線間隔50米進(jìn)行海上磁探測(cè)量。磁力儀的探頭拖體盡可能地下沉，在保證不觸底的情況下盡量接近海底。對(duì)測(cè)量資料進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)預(yù)處理，再通過(guò)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行綜合處理，確定可疑點(diǎn)。再對(duì)可疑點(diǎn)進(jìn)行加密測(cè)量，以準(zhǔn)確確定目標(biāo)物的數(shù)量和位置。
[0048]拖體入水深度由纜長(zhǎng)、船速和靜力定深器控制。拖體內(nèi)的壓力傳感器經(jīng)變換后，可顯示入水深度。測(cè)線布設(shè)盡可能滿足下列條件:磁性體在順磁化時(shí)，可能產(chǎn)生較大的磁異常，因此測(cè)線應(yīng)盡可能在南北方向布設(shè)；從海上作業(yè)條件考慮，對(duì)于水下拖曳作業(yè)，為了保證探頭與測(cè)量船航跡線在一條軸線上，因此測(cè)線方向應(yīng)盡可能與潮流方向一致；對(duì)于無(wú)限長(zhǎng)圓柱體的磁場(chǎng)，由于它是平面場(chǎng)，和走向無(wú)關(guān)，因此，測(cè)線方向應(yīng)盡可能垂直于原來(lái)路由方向。事實(shí)上這三項(xiàng)條件不可能同時(shí)做到。在此，應(yīng)首先滿足第三個(gè)條件，即測(cè)線垂直于海纜方向。
[0049]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括測(cè)量船、DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納、磁探儀以及控制器； 其中，所述控制器連接所述DGPS定位裝置、測(cè)深儀、側(cè)掃聲納以及所述磁探儀；所述控制器設(shè)置在所述測(cè)量船上； 所述DGPS定位裝置用于提供定位坐標(biāo)；所述測(cè)深儀用于海纜路由測(cè)量；所述側(cè)掃聲納用于海纜管道掃測(cè)；所述磁探儀用于測(cè)量海纜埋深；所述控制器用于測(cè)量數(shù)據(jù)的分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括淺層剖面儀，所述淺層剖面儀連接所述控制器，所述淺層剖面儀用于測(cè)量海纜埋深。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)深儀包括換能器、羅經(jīng)以及電子柜； 其中，所述換能器通過(guò)所述電子柜連接所述控制器；所述羅經(jīng)連接所述電子柜；所述控制器向所述電子柜發(fā)出探測(cè)指令，所述電子柜根據(jù)所述探測(cè)指令控制所述換能器發(fā)出聲脈沖；所述換能器的多陣列接收單元接收經(jīng)反射和散射返回的聲脈沖并形成波束，所述波束經(jīng)所述電子柜發(fā)送至控制器進(jìn)行處理和存儲(chǔ)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述側(cè)掃聲納包括拖魚，所述拖魚通過(guò)纜繩與測(cè)量船的船頭側(cè)舷連接；所述拖魚電氣連接所述控制器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述磁探儀包括拖體、光泵磁探頭以及壓力傳感器；所述光泵磁探頭和所述壓力傳感器設(shè)置在所述拖體內(nèi)；所述拖體通過(guò)電纜連接所述測(cè)量船；所述拖體電氣連接所述控制器； 所述壓力傳感器用于測(cè)量水深；所述光泵磁探頭用于測(cè)量海纜埋深。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述DGPS定位裝置包括GPS和天線，所述GPS設(shè)置在所述拖魚上方，所述天線設(shè)置在所述測(cè)量船上；所述天線通過(guò)所述GPS連接所述控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的海底電纜鋪設(shè)質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述纜繩的長(zhǎng)度為5m。
【文檔編號(hào)】G01V11/00GK104199123SQ201410386802
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月7日
【發(fā)明者】羅修波, 楊勇, 孫鵬, 紀(jì)立軍, 文強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海瑞洋船舶科技有限公司