CN219978545U - 一种海缆位置检测设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种海缆位置检测设备，所述设备为水下机器人，呈回转体外形，所述设备包括头段、电池舱段、接口段和尾段；头段内部安装有罗盘和深度计；电池舱段内部安装有控制单元、磁通门采集器和电池组；接口段上部置有天线舱，下部置有磁通门传感器，中部安装有GPS接收模块、电台、遥控器接收模块和电气接口、数据接口、充气接口；尾段安装有舵机、舵板和推进器。该设备简单易用，效率高，同时检测结果精度高，检测成本低。

Description

一种海缆位置检测设备

技术领域

本实用新型涉及海缆运行与维护领域，特别是一种基于弱磁信号的海缆线路位置检测设备。

背景技术

海底电缆的位置检测是海底电缆检测、维修、故障确定和升级等作业过程中不可或缺的一步。海底电缆铺设完成后，由于长时间的水流冲刷及泥沙掩盖，会导致海底的位置发生偏移，和铺设时的线路规划产生偏差。

目前在海底电缆探测上应用最广的是基于声、光、电和磁学等物理原理的技术手段。其中光学和电学探测手段在实际深水环境条件下使用受到限制较大，故而很少使用或作为辅助使用。声学探测法主要是利用声纳回波技术，基于声波的反射回波原理，通过获取一定宽度的海底声学图像进而间接得到海缆路由信息。虽然声波在海水中的衰减远小于高频电磁波，但是声波无法穿透覆盖在海底电缆上的泥沙，因此对埋设电缆的探测效果并不太好。磁探测技术是各种非声探测中发展较早、技术较成熟的一种探测方法。

为解决这种因水流冲刷或泥沙掩盖导致海缆实际位置与铺设时的线路规划产生偏差的问题，当前采用弱磁信号进行位置探测的方式中，存在两方面缺点：1)利用水面拖拽的方式操作，具体实施时操作费时费力，不易操控；2)检测设备过于复杂，使用成本高昂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于弱磁信号的海缆线路位置检测设备，旨在保证检测操作简单易用，效率高，检测结果精度高，同时检测设备成本低。

为实现上述目的，本实用新型提供一种海缆位置检测设备，所述设备为水下机器人，呈回转体外形，所述设备包括头段、电池舱段、接口段和尾段；头段内部安装有罗盘和深度计；电池舱段内部安装有控制单元、磁通门采集器和电池组；接口段上部置有天线舱，下部置有磁通门传感器，内部安装有GPS接收模块、电台、遥控器接收模块和电气接口、数据接口、充气接口；尾段安装有舵机、舵板和推进器。

可选地，所述设备头段、尾段和接口段采用POM材料制作，电池舱段采用铝合金材料制作。

可选地，所述设备头段还安装有高度计。

可选地，所述天线舱上部安装有频闪灯。

可选地，所述设备电池组整体可在电池舱段内移动，以调整所述设备重心的前后位置。

本实用新型实施例提出的一种基于弱磁信号的海缆线路位置检测设备，由于采用无人自主水下机器人作为检测设备，避免了水面拖拽式操作，能保证检测过程简单易用，效率高用时少，检测结果精度高，同时检测成本低。

附图说明

图1为海缆位置检测方法示意图；

图2为本实用新型海缆位置检测设备框架图。

标注说明：1-头段，2-电池舱段，3-接口段，4-尾段，11-罗盘，12-深度计，13-高度计，21-控制单元，22-磁通门采集器，23-电池组，31-天线舱，32-频闪灯，33-GPS接收模块、34-电台、35-遥控器接收模块，36-电气接口，37-数据接口，38-充气接口，39-磁通门传感器，41-推进器，42-舵机，43-舵板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

图1为本实用新型配套使用的海缆位置检测方法示意图，该方法一般适用于近海已铺设好的风电海缆等，因水流冲刷或泥沙掩盖等原因导致海缆实际位置与原来铺设时的线路规划产生偏差，故而需要重新检测当前海缆的实际位置。该方法包括：

1)获取待测海缆原始铺设轨迹信息，设定检测设备工作时的探测路径，所述探测路径呈S形。

根据原来铺设时的线路规划信息(或最近一次检测的海缆位置信息)确定待测海缆原始铺设轨迹，再根据该原始铺设轨迹预先设定一条检测设备的探测路径，该探测路径呈S形，S形探测路径应分布在原始铺设轨迹的两侧，可以原始铺设轨迹为中心，左右振幅均为固定距离(约100米)，同时为保证检测设备能更加灵敏地探测到海底电缆的磁信号，可将探测路径预先设定深度。

2)所述检测设备入水沿所述探测路径检测所述探测路径各处的磁场强度并记录相关信息。

本实用新型检测设备采用安装有磁通门传感器的无人自主水下机器人，该机器人下水沿所述S形探测路径航行，并检测该路径各个位置的磁场强度，当机器人经过海缆上方时，磁场强度最大，为保证机器人能精确地沿所述S形探测路径航行，可事先设定好机器人在入水航行一定距离(或时间)后能上浮水面，以便接收GPS定位***的信号来调整自身位置，检测各处磁场强度后记录所有相关信息，如航行时间、速度、磁场强度、位置信息等。

3)导出所述相关信息，根据所述探测路径上所有单向运动轨迹中磁场强度最高的点的位置生成所述待测海缆的实际位置图。

水下机器人(检测设备)完成所有探测路径的磁场强度检测后上岸，从机器人数据接口导出相关信息到专业软件***，并找出S形探测路径上所有单向运动(如从左到右或从右到左)轨迹中磁场强度最高的点的位置，用同一标准时间轴和机器人航行轨迹拟合后即可生成所述待测海缆的实际位置图(精确的海缆位置坐标曲线)。

本实用新型提供一种与上述海缆位置检测方法配套使用的海缆位置检测设备，图2为该海缆位置检测设备的框架图。

所述设备为水下机器人，外形呈回转体形状，所述设备包括头段1、电池舱段2、接口段3和尾段4。

其中头段1内部安装有罗盘11和深度计12，罗盘11用于检测水下机器人的运动姿态及运动方向，深度计12用于控制机器人下潜的深度；为保证机器人不至于触底损坏，可在头段1内安装高度计13，用于控制机器人下潜时距离海底的高度，以确保机器人的安全；头段1可采用POM材料制作；深度计12和高度计13可安装在头段1的下方，重心偏下，保证机器人不会横滚。

电池舱段2内部安装有控制单元21、磁通门采集器22和电池组23。电池舱段2可采用铝合金材料制作，以增强其硬度；该机器人内置电池，不需要电缆供电，电池组23可采用六串四并，共四组，其整体可在电池舱段2内前后移动，以调整机器人重心的前后位置，方便机器人的前后配平，电池组23安装在电池舱段2下方，重心偏下,可保证水下机器人不会横滚；控制单元21用于接收航行指令、罗盘11数据、深度计12数据、高度计13数据及GPS位置信息，经过内部处理后，向舵机42发出舵角指令，向推进器41发出推进参数指令；磁通门采集器22用于采集磁通门传感器39检测到的磁场强度。

接口段3采用POM材料制作，其上部置有天线舱31，天线舱31中有GPS天线、电台天线和遥控器天线；为方便在夜航时显示机器人位置，天线舱31上部也可安装频闪灯32；下部置有磁通门传感器39，用于检测机器人航行路径上各个位置的磁场强度，传感器的线缆通过穿舱水密螺栓进入机器人内部；内部安装有GPS接收模块33、电台34、遥控器接收模块35和电气接口36、数据接口37、充气接口38，GPS接收模块33用于感知机器人的位置，也可利用北斗***进行定位，电台34用于接收航行指令并发送水下机器人位置信息，遥控器接收模块35用于控制机器人在水面航行，电气接口36用于给水下机器人充电及开机、数据接口37用于传输数据、充气接口38用于机器人安装完成后的气密测试。

尾段4采用POM材料制作；在其内安装有四个舵机42，通过拉杆驱动分别驱动四个舵轴旋转，从而改变舵板43的角度，以控制机器人的航行姿态；在其后部安装有推进器支架，推进器41安装其上，推进器41的线缆通过穿舱水密螺栓进入机器人内部。

本实用新型实施例是基于弱磁信号的海缆线路位置检测设备，由于采用无人自主机器人作为检测设备，避免了水面拖拽式操作，机器人在岸上设定好探测路径后，下水即可按照设定路径自主航行，工作结束后，可自主返回出发点，同时机器人回收后，可通过USB口下载数据，在电脑上用专业软件***生成航行轨迹和海缆实际位置图，本检测设备结构简单，操作方便，且检测过程用时少效率高，检测结果精度高，检测成本低。

Claims (5)

1.一种海缆位置检测设备，其特征在于，所述设备为水下机器人，呈回转体外形，所述设备包括头段、电池舱段、接口段和尾段；头段内部安装有罗盘和深度计；电池舱段内部安装有控制单元、磁通门采集器和电池组；接口段上部置有天线舱，下部置有磁通门传感器，中部安装有GPS接收模块、电台、遥控器接收模块和电气接口、数据接口、充气接口；尾段安装有舵机、舵板和推进器。

2.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述设备头段、尾段和接口段采用POM材料制作，电池舱段采用铝合金材料制作。

3.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述设备头段还安装有高度计。

4.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述天线舱上部安装有频闪灯。

5.如权利要求1所述设备，其特征在于，所述设备电池组整体可在电池舱段内移动，以调整所述设备重心的前后位置。