CN1673680A - 水下传感器链的快速布放装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水下传感器链的快速布放装置，其特征是有固定在三眼板上的悬挂钢缆、回收钢缆和主钢缆三根钢缆，再在主钢缆上固定有间距的多个磁性吸附部件，以便在主钢缆的间距上固定所需要的多个连有相应电缆的传感器形成的传感器链，除主钢缆，另外挂钢缆和回收钢缆的另一端分别固定在浮标的底部和上侧部。所述的磁性吸附部件包括不锈钢结构主体及其两端用来吸附锚链的磁钢和固定主钢缆的夹块与螺栓，且此磁钢是密封安装在不锈钢结构主体一端的薄壁壳体内。本发明装置具有海上作业简单、结构可靠、布放与回收快速方便安全的特点，将为提高我国海洋环境监测能力，整体上提升我国的海洋监测技术发挥重要作用。

Description

水下传感器链的快速布放装置

技术领域

本发明涉及一种海洋监测技术中的用于布放传感器链的装置—水下传感器链的快速布放装置。

背景技术

在我国的黄海、东海以及南海都分布有我国自主开发的直径10米的大型圆盘型海洋资料浮标。要获得浮标所在海域海水剖面水质参数或其它海洋动力参数，如果仅简单的将传感器链通过钢缆挂在浮标上，那么在海流作用下会出现传感器链与浮标锚链不断碰撞的现象，严重威胁传感器链的使用寿命，所以都是将需要布放的传感器链通过机械装置用螺栓固定在浮标锚链上。但该大型浮标的锚系一般由Φ46的标准锚链和3.18吨LWT锚组成。仅以60米水深计算，则锚链与锚的总重量就大约为11吨重。在如此重的锚系上，海上作业安装、拆卸传感器链既非常危险也非常困难。这种作业任务必须由配备大型起重吊车和锚机(锚机与浮标锚链相匹配)的船舶(这两种装备不是一般船舶所能同时拥有的)参与才能完成。为此，国家***委托国家***北海分局在90年代专门改装了“向阳红8号”海洋调查船(即现役国家***北海分局海监22号船)来完成浮标锚链上传感器链的每次布放、回收任务。

同样在包括各种以钢架座在海底为基础的海洋平台(不包括浮动平台)上，比如常规钻井平台、石油平台等也存在类似的问题。要获得海上平台所在海域海水剖面水质参数或其它海洋动力参数，如果只是简单的将传感器链通过钢缆挂在平台上，在海流作用下也会出现传感器链与平台桩腿不断碰撞的现象，严重威胁传感器链的使用寿命。所以，在平台上常用的办法是将传感器链固定在由重块锚定的缆绳上，然后将缆绳拉紧以避免传感器链与平台桩腿相碰撞。这种办法在实际应用中存在一定的困难，因为要使重块在恶劣的海况下仍能拉紧缆绳，而不在海底发生位移，重块的重量必须很大，所以必须使用吊车，才能完成传感器链的布放。而平台上吊车的数量是不能随便增加的，并且吊车的位置也是不能随意更改的。所以，传感器链在平台上的布放位置甚至能否布放受平台设备影响很大。

随着我国海洋监测能力的迅速提高，很多海域都迫切需要安装相关传感器链来监测该海域海水剖面水质参数或其它海洋动力参数。在专业海洋调查船数量有限的条件下，利用大型海洋浮标及海上平台等已有设施布置传感器链获得所需数据显然将成为一种有效的途径。

因此，为摆脱这种在浮标上必须依靠专业船只、在平台上依靠专用吊车布放传感器链的困难和不利状况，改变水下传感器链的安全、快速的海上布放、回收方式及减轻其海上作业难度势在必行。本发明是基于这些已有的大型海洋浮标锚链及海洋平台桩腿作为测量需要布放的传感器链的承载体而专门设计的快速布放装置。

发明内容

本发明的目的在于克服已有技术的不足，提供一种水下传感器链的快速布放装置。

本发明的另一目的在于通过磁性吸附部件的设置同时实现水下传感器链的快速回收和布放。

本发明根据已有传感器链的形成方式及其使用中所应注意的避免碰撞问题，提出了一种基于大型海洋浮标的锚链或海上平台桩腿，将所需的水下传感器链进行快速布放和回收的专门装置。本发明由于在布放时利用磁性吸附部件将主钢缆上的传感器链吸附在大型海洋浮标的锚链上或海上平台的桩腿上，以及其它类似的链状或柱状钢结构上(本发明以大型浮标为例)，因此具有整体重量轻便、海上作业简单、结构可靠、布放与回收快速方便和安全的特点。

本发明有固定在三眼板上的悬挂钢缆、回收钢缆和主钢缆三根钢缆，其中在主钢缆上固定多个有适当间距的磁性吸附部件，以便在主钢缆上的这些间距之间固定所需要的由多个传感器形成的传感器链，除主钢缆外，另外两根钢缆的另一端分别固定在浮标的底部和上侧部，且能通过上述对回收钢缆的快速收放实现传感器链的快速收放。

磁性吸附部件包括不锈钢结构主体及其两端用来吸附锚链的磁钢、和固定主钢缆的夹块与螺栓，且此磁钢是密封安装在不锈钢结构主体一端的薄壁壳体内。

为便于安装，将上述悬挂钢缆、回收钢缆和主钢缆是通过卸扣、套环以及钢丝绳夹固定在三眼板上。

附图说明

图1本发明的基本结构示意图。

图2磁性吸附部件与锚链及主钢缆连接示意图之一(侧视图)。

图3磁性吸附部件与锚链及主钢缆连接示意图之二(俯视图)。

图4利用本发明装置布放与回收传感器链时的示意图。

图5利用本发明装置布置的传感器链示意图。

其中1、悬挂钢缆  2、回收钢缆  3、主钢缆  4、三眼板5、卸扣  6、套环  7、钢丝绳夹  8、磁性吸附部件  9、不锈钢结构主体10、磁钢  11、夹块  12、螺栓  13、锚链  14、浮标  15、传感器16、电缆  17、扎带。

具体实施方式

本发明有固定在三眼板4上的悬挂钢缆1、回收钢缆2、主钢缆3三根钢缆，再在主钢缆3上固定多个有适当间距的磁性吸附部件8，以便在主钢缆3的上的这些间距之间固定所需要的由多个传感器15形成的传感器链，除主钢缆3外，另外两根钢缆的另一端分别固定在浮标14的底部和上侧部，且能通过上述对回收钢缆2的快速收放实现传感器链的快速收放。

磁性吸附部件8包括不锈钢结构主体9及其两端用来吸附锚链13的磁钢10和固定主钢缆3的夹块11与螺栓12，且此磁钢10是密封安装在不锈钢结构主体9一端的薄壁壳体内(图省略)。

如图1所示，将悬挂钢缆1、回收钢缆2、主钢缆3通过卸扣5、套环6以及钢丝绳夹7固定在三眼板4上，再在主钢缆3上固定适当数量的保持一定间距的磁性吸附部件8即组成水下传感器链的快速布放装置。

悬挂钢缆1有限位和承载两个作用，将悬挂钢缆1自由端固定在浮标锚链(或平台桩腿)的旁边，以保证使固定在主钢缆3上的由多个传感器15组成的传感器链(见图5)与锚链(或平台桩腿)保持平行，又可承受整个装置及所挂传感器等的重量。回收时若需要所挂传感器等，在悬挂钢缆1的上端固定不动的情况下，就可以通过对回收钢缆2，即可实现传感器链的快速收放，从而也能实现传感器链的快速更换与维修的目的。

如图2及图3所示，磁性吸附部件8最简单的组成包括不锈钢结构主体9、磁钢10、夹块11、螺栓12。磁钢10是密封安装在不锈钢结构主体9一端的薄壁壳体内，这样可在磁钢10的磁性损失很小的情况下，即可使磁钢10与海水隔离，防止它被海水腐蚀，又可利用磁钢10的磁性，将磁性吸附部件8吸附在锚链13(或平台桩腿等)上。不锈钢结构主体9的另一端是与夹块11相匹配的结构，通过螺栓12可将不锈钢结构主体9与夹块11安装固定在主钢缆3上。如果有必要也可在不锈钢结构主体9上联接其它结构(如安装传感器或电缆固定装置等)以达到所需目的。显然磁钢10的磁性大小不难根据要投放的传感器链和本装置在海水中受力情况确定，要确保在恶劣的海况下，凭借多个磁钢10的强磁吸力，克服海流对传感器链的冲击力，使磁性吸附部件8可靠的吸附在锚链13(或平台桩腿等)上，以避免传感器链与锚链13之间的碰撞。

现以在大型海洋浮标上利用本发明布放传感器链为例说明其方法和装置的优越性。

如图4所示，先将悬挂钢缆1的自由端固定在浮标14底部靠近锚链13的适当位置上(也可直接固定在锚链13上)，再在主钢缆3上根据需要在磁性吸附部件8之间固定适当数量的传感器15，形成传感器链。磁性吸附部件8安装的数量须根据传感器15的数量及重量确定。如果传感器15必须有电缆16存在(自容式传感器自身可存储数据，不需要电缆)，则传感器15的电缆16可用扎带17从下到上依次捆扎在主钢缆3及回收钢缆2上(电缆16在经过三眼板4时，要留有长度上的余量，以防止被拉断)。

操作人员在作业船上将回收钢缆2的自由端临时固定在船边，以防止操作失误将整套装置没入水中，然后将主钢缆3的下端从浮标14的旁边顺序放入水中。如图4所示，待主钢缆3全部入水后，拖住回收钢缆2继续向下放，在该装置重力及操作人员施加在回收钢缆2上的拉力作用下，主钢缆3经三眼板4受悬挂钢缆1的牵制逐渐靠向浮标14的锚链13。回收钢缆2继续下放至完全松弛时，整个装置及传感器链的重量全由悬挂钢缆1所承受，安装在主钢缆3上的磁性吸附部件8也会逐个吸附在锚链13上，如图5所示。最后将回收钢缆2的上端从作业船上松开并固定在浮标14上，将传感器15的电缆16接到浮标14内的设备上，即完成传感器链的布放任务。

传感器链的回收过程与布放过程相反。应先将传感器链15的电缆16断开，将回收钢缆2的上端从浮标14上松开并临时固定在作业船上。因装置下端仅是通过多个磁性吸附部件8与锚链13吸附在一起，向上拖动回收钢缆2时，磁性吸附部件8会沿锚链13向上滑动，从而将装置拉起，最终磁性吸附部件8被从上到下逐个与锚链13拉开，待主钢缆3完全被拖上来后，即可实现传感器链的更换、维修、回收等目的。

显然，使用本发明布放与回收传感器链不需要专业船只(或平台吊车等大型设备)参与，测量常规水质参数(如温度、盐度、压力、溶解氧、浊度、叶绿素等)的传感器链一般可由几个操作人员手动实现布放与回收，如果遇到重量大的传感器组成的传感器链或组成传感器链的传感器很多时，可利用手动绞车等简易省力工具进行布放与回收。因此，相对传统传感器链的布放与回收，本发明装置具有海上作业简单、结构可靠、布放与回收快速方便安全的特点，将为提高我国海洋环境监测能力，整体上提升我国的海洋监测技术发挥重要作用。

Claims (4)

1 一种水下传感器链的快速布放装置，其特征是有固定在三眼板(4)上的悬挂钢缆(1)、回收钢缆(2)和主钢缆(3)三根钢缆，再在主钢缆(3)上固定有间距的多个磁性吸附部件(8)，以便在主钢缆(3)的间距上固定所需要的多个连有相应电缆(16)的传感器(15)形成的传感器链，除主钢缆(3)，另外悬挂钢缆(1)与回收钢缆(2)的另一端分别固定在浮标(14)的底部和上侧部，且能通过上述对回收钢缆(2)的快速收放实现传感器链的快速收放。

2 如权利要求1所述的水下传感器链的快速布放装置，其特征是磁性吸附部件(8)包括不锈钢结构主体(9)及其两端用来吸附锚链(13)的磁钢(10)和固定主钢缆(3)的夹块(11)与螺栓(12)。

3 如权利要求1所述的水下传感器链的快速布放装置，其特征是上述磁钢(10)是密封安装在不锈钢结构主体(9)一端的薄壁壳体内。

4 如权利要求1所述的水下传感器链的快速布放装置，其特征是悬挂钢缆(1)、回收钢缆(2)和主钢缆(3)是通过卸扣(5)、套环(6)以及钢丝绳夹(7)固定在三眼板(4)上。

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