海底电缆铺设质量检测系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种海底电缆铺设质量检测系统包括测量船、DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳、磁探仪以及控制器；其中，所述控制器连接所述DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳以及所述磁探仪；所述控制器设置在所述测量船上；所述DGPS定位装置用于提供定位坐标；所述测深仪用于海缆路由测量；所述侧扫声纳用于海缆管道扫测；所述磁探仪用于测量海缆埋深；所述控制器用于测量数据的分析。本发明能够应用于水下海底电缆测量，其获得的测量结果可以为工程验收提供准确的数据，较好的测量效果。
【专利说明】海底电缆铺设质量检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及海底电缆检测领域，具体地，涉及一种海底电缆铺设质量检测系统。
【背景技术】
[0002]海底电力电缆主要用于陆岛之间、横越江河或港湾、陆上连接海上风电场、从陆上连接钻井平台或钻井平台间的互相连接等。在一般情况下，应用海底电缆传输电能无疑要比同样长度的架空电缆昂贵，但用它往往比用小而孤立的发电站作地区性发电更经济，在近海地区应用好处更多。
[0003]海缆铺设完成后，需要检测铺设质量主要包括检测海缆海底段路由沿线及其周边一定范围内水下地形地貌、海底其他相关管线空间分布状态、海底一定地层厚度范围内工程地质分布状态、海缆埋设完成后的平面位置、电缆埋设实际深度等物理探测及潜水员校核抽查，随海缆埋设施工过程分阶段及时量化评价施工质量
[0004]经对对现有技术的检索，发现申请号为:201320558655.1，名称为一种海底电缆实时监测系统的实用新型公开了一种海底电缆实时监测系统。该实用新型设计的海底电缆实时监测系统，所述系统包括窄谱光源、第一耦合器、偏振控制器PC、电光调制器Ε0Μ、脉冲发生器、第一隔离器、第一掺铒光纤放大器EDFA、第二隔离器、第一光滤波器、环形器、起偏器、传感光纤、第二稱合器、第二掺铒光纤放大器EDFA、检偏器、第三隔离器、第二光滤波器、第一光电检测器、第二光电检测器、数据采集与显示单元和时钟控制单元。本实用新型通过检测背向瑞利散射光的偏振态和相位来实现海底电缆运行过程中的温度和应变，从而实现外界破坏、绝缘劣化、漏电、接地故障等状态信息的实时监测。但是该实用新型无法探测电缆埋设实际深度等技术参数。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种海底电缆铺设质量检测系统。
[0006]根据本发明提供的海底电缆铺设质量检测系统包括测量船、DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳、磁探仪以及控制器；
[0007]其中，所述控制器连接所述DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳以及所述磁探仪；所述控制器设置在所述测量船上；
[0008]所述DGPS定位装置用于提供定位坐标；所述测深仪用于海缆路由测量；所述侧扫声纳用于海缆管道扫测；所述磁探仪用于测量海缆埋深；所述控制器用于测量数据的分析。
[0009]优选地，还包括浅层剖面仪，所述浅层剖面仪连接所述控制器，所述浅层剖面仪用于测量海缆埋深。
[0010]优选地，所述测深仪包括换能器、罗经以及电子柜；
[0011]其中，所述换能器通过所述电子柜连接所述控制器；所述罗经连接所述电子柜；所述控制器向所述电子柜发出探测指令，所述电子柜根据所述探测指令控制所述换能器发出声脉冲；所述换能器的多阵列接收单元接收经反射和散射返回的声脉冲并形成波束，所述波束经所述电子柜发送至控制器进行处理和存储。
[0012]优选地，所述侧扫声纳包括拖鱼，所述拖鱼通过缆绳与测量船的船头侧舷连接；所述拖鱼电气连接所述控制器。
[0013]优选地，所述磁探仪包括拖体、光泵磁探头以及压力传感器；所述光泵磁探头和所述压力传感器设置在所述拖体内；所述拖体通过电缆连接所述测量船；所述拖体电气连接所述控制器；
[0014]所述压力传感器用于测量水深；所述光泵磁探头用于测量海缆埋深。
[0015]优选地，所述DGPS定位装置包括GPS和天线，所述GPS设置在所述拖鱼上方，所述天线设置在所述测量船上；所述天线通过所述GPS连接所述控制器。
[0016]优选地，所述缆绳的长度为5m。
[0017]与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果:
[0018]1、本发明能够应用于水下海底电缆测量，其获得的测量结果可以为工程验收提供准确的数据，具有较好的测量效果；
[0019]2、本发明中采用磁探仪进行海底电缆深度的测量，测量精度更高；
[0020]3、本发明结构简单，易于操作。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0022]图1为本发明的结构示意图；
[0023]图2为本发明中磁探仪的安装示意图。
[0024]图中:
[0025]I为测量船；
[0026]2 为 GPS 天线；
[0027]3为电缆绞车；
[0028]4为电缆；
[0029]5为海平面；
[0030]6为拖体；
[0031]7为光泵磁探头；
[0032]8为海底。
【具体实施方式】
[0033]下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0034]在本实施例中，如图1、图2所示，本发明提供的海底电缆铺设质量检测系统包括测量船、DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳、磁探仪以及控制器；
[0035]其中，所述控制器连接所述DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳以及所述磁探仪；所述控制器设置在所述测量船上；
[0036]所述DGPS定位装置用于提供定位坐标；所述测深仪用于海缆路由测量；所述侧扫声纳用于海缆管道扫测；所述磁探仪用于测量海缆埋深；所述控制器用于测量数据的分析。
[0037]本发明提供的海底电缆铺设质量检测系统还包括浅层剖面仪，所述浅层剖面仪连接所述控制器，所述浅层剖面仪用于测量海缆埋深。
[0038]所述测深仪包括换能器、罗经以及电子柜；其中，所述换能器通过所述电子柜连接所述控制器；所述罗经连接所述电子柜；所述控制器向所述电子柜发出探测指令，所述电子柜根据所述探测指令控制所述换能器发出声脉冲；所述换能器的多阵列接收单元接收经反射和散射返回的声脉冲并形成波束，所述波束经所述电子柜发送至控制器处理和存储。
[0039]所述侧扫声纳包括拖鱼，所述拖鱼通过缆绳与测量船的船头侧舷连接；所述拖鱼电气连接所述控制器。所述缆绳的长度为5m左右。
[0040]所述磁探仪包括拖体6、光泵磁探头7以及压力传感器；所述光泵磁探头7和所述压力传感器设置在所述拖体6内；所述拖体6通过电缆4连接所述测量船I ;所述拖体6电气连接所述控制器；所述压力传感器用于测量水深；所述光泵磁探头7用于测量海缆埋深。
[0041]所述DGPS定位装置包括GPS和天线，所述GPS设置在所述拖鱼上方，所述天线设置在所述测量船上；所述天线通过所述GPS连接所述控制器。
[0042]本发明提供的海底电缆铺设质量检测系统能够检测海缆海底段路由沿线及其周边一定范围内水下地形地貌、海底其他相关管线空间分布状态、海底一定地层厚度范围内工程地质分布状态、海缆埋设完成后的平面位置、电缆埋设实际深度等物理探测及潜水员校核抽查，随海缆埋设施工过程分阶段及时量化评价施工质量。
[0043]DGPS定位装置的导航数据采用Hypack Max软件进行处理，首先对导航数据资料对照计划线进行全面的检查，把在卫星状态不好时，定位误差大的个别点剔除。根据测深仪的换能器、拖鱼、剖面仪的换能器不同的位置偏移量，生成不同仪器相应的航迹图，并将GPS位置分别归算至测深仪的换能器、拖鱼、剖面仪的换能器的位置。
[0044]测深仪采用多波束系统，多波束系统包括多阵列发射接收换能器和用于信号控制、处理的电子柜、运动传感器、定位系统、声速剖面仪和计算机软、硬件及其显示设备。
[0045]多波束发射接收换能器阵、电子柜和实时采集、控制计算机构成多波束系统波束形成和处理的核心部分。多波束换能器通过计算机给出指令并在电子柜的控制下向下呈扇形发射声脉冲。声脉冲在海底传播后，经过反射和散射返回换能器，换能器的多阵列接收单元利用窗口原理接收回波信号，并形成一系列波束。形成后的波束经电子柜的前置放大、滤波和带通处理后返回实时采集、控制计算机并进行处理和存储。
[0046]本发明中一方面为了最大限度的避免拖鱼钩到水下的渔网，另一方面为了避免拖鱼及缆绳碰到船尾的螺旋桨，工作时拖鱼从船头侧舷位置安装，拖曳点位于船头侧舷，控制缆绳长度在5米左右，GPS安装于拖曳点后方3米处，正好位于拖鱼的正上方。
[0047]当采用磁力仪测量时，首先根据所了解的探测目标情况，进行数据建模和技术设计。根据实际情况，测线间隔50米进行海上磁探测量。磁力仪的探头拖体尽可能地下沉，在保证不触底的情况下尽量接近海底。对测量资料进行现场预处理，再通过数据模型进行综合处理，确定可疑点。再对可疑点进行加密测量，以准确确定目标物的数量和位置。
[0048]拖体入水深度由缆长、船速和静力定深器控制。拖体内的压力传感器经变换后，可显示入水深度。测线布设尽可能满足下列条件:磁性体在顺磁化时，可能产生较大的磁异常，因此测线应尽可能在南北方向布设；从海上作业条件考虑，对于水下拖曳作业，为了保证探头与测量船航迹线在一条轴线上，因此测线方向应尽可能与潮流方向一致；对于无限长圆柱体的磁场，由于它是平面场，和走向无关，因此，测线方向应尽可能垂直于原来路由方向。事实上这三项条件不可能同时做到。在此，应首先满足第三个条件，即测线垂直于海缆方向。
[0049]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【权利要求】
1.一种海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，包括测量船、DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳、磁探仪以及控制器； 其中，所述控制器连接所述DGPS定位装置、测深仪、侧扫声纳以及所述磁探仪；所述控制器设置在所述测量船上； 所述DGPS定位装置用于提供定位坐标；所述测深仪用于海缆路由测量；所述侧扫声纳用于海缆管道扫测；所述磁探仪用于测量海缆埋深；所述控制器用于测量数据的分析。
2.根据权利要求1所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，还包括浅层剖面仪，所述浅层剖面仪连接所述控制器，所述浅层剖面仪用于测量海缆埋深。
3.根据权利要求1或2所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，所述测深仪包括换能器、罗经以及电子柜； 其中，所述换能器通过所述电子柜连接所述控制器；所述罗经连接所述电子柜；所述控制器向所述电子柜发出探测指令，所述电子柜根据所述探测指令控制所述换能器发出声脉冲；所述换能器的多阵列接收单元接收经反射和散射返回的声脉冲并形成波束，所述波束经所述电子柜发送至控制器进行处理和存储。
4.根据权利要求1所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，所述侧扫声纳包括拖鱼，所述拖鱼通过缆绳与测量船的船头侧舷连接；所述拖鱼电气连接所述控制器。
5.根据权利要求1所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，所述磁探仪包括拖体、光泵磁探头以及压力传感器；所述光泵磁探头和所述压力传感器设置在所述拖体内；所述拖体通过电缆连接所述测量船；所述拖体电气连接所述控制器； 所述压力传感器用于测量水深；所述光泵磁探头用于测量海缆埋深。
6.根据权利要求4所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，所述DGPS定位装置包括GPS和天线，所述GPS设置在所述拖鱼上方，所述天线设置在所述测量船上；所述天线通过所述GPS连接所述控制器。
7.根据权利要求4所述的海底电缆铺设质量检测系统，其特征在于，所述缆绳的长度为5m。
【文档编号】G01V11/00GK104199123SQ201410386802
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月7日 优先权日:2014年8月7日
【发明者】罗修波, 杨勇, 孙鹏, 纪立军, 文强 申请人:上海瑞洋船舶科技有限公司