一种水下抛石基床标高测量系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型针对现有水下抛石基床标高测量中存在的问题，提供了一种水下抛石基床顶面标高测量系统，该系统包括一测量基准站，所述测量基准站建造于岸边或已有的沿水建筑物，且所述测量基准站包括至少一处已知标高值的设置于水下的测量台，还包括一设置于所述水下测量台的用来测量该处水深值的基准站水深传感器探头及一设置于水下抛石基床顶面用来测量水下抛石基床水深值的基床水深传感器探头，所述基准站水深传感器探头及基床水深传感器探头分别通过电缆与岸上的接收及控制电路连接。本实用新型成本低、操作简便、精度高，可以快速测量水下基床标高，能确保水下基床重锤夯实后，沉箱安装对水下抛石基床平整度的要求。
【专利说明】一种水下抛石基床标高测量系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及海上港口码头施工、测量【技术领域】，具体地说，涉及一种水下抛石基床标闻测量系统。
【背景技术】
[0002]在重力式码头基床施工过程中需对水下标高进行测量。目前多采用水砣测深和水深测量仪来实现的，在潮汐变化地区两种方法均需要对测量数据进行处理，剔除水位变动的影响。水砣测深主要依靠站在船舷边人工“钓鱼法”实测，在流速不高，水深不大情况下尚可，但是难于适应海上高流速、大水深作业环境；水深测量仪主要利用超声波技术测量水深，目前应用广泛。但是超声波水深测量仪价格昂贵，测量量程有限，海水的流速和含沙量对超深波水深测量仪精度影响较大。因此，有必要研究一种新的水下抛石基床标高测量仪，以方便、快捷、准确地监控水下抛石基床的标高。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于弥补目前水下抛石基床标高测量中存在的不足，提供一种改进的水下抛石基床标高测量系统。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:一种水下抛石基床深度测量系统，其包括一测量基准站，所述测量基准站建造于岸边或已有的沿水建筑物，且所述测量基准站包括至少一处已知标高值的设置于水下的测量台，还包括一设置于所述水下测量台的用来测量该处水深值的基准站水深传感器探头及一设置于水下抛石基床顶面用来测量水下抛石基床水深值的基床水深传感器探头，所述基准站水深传感器探头及基床水深传感器探头分别通过电缆与设置水面上的接收及控制电路连接。
[0005]所述电缆卷绕于手摇卷线盘。
[0006]用于卷绕基床水深传感器探头连接电缆的手摇卷线盘施置于施工船舶上，施工船舶行驶于水面。
[0007]所述电缆外表面包覆有氯丁橡胶护套及绝缘层。
[0008]所述基准站水深传感器探头通过电缆与基准站水深测量控制电路连接，所述基准站水深测量控制电路还与无线发射器连接；所述基床水深传感器探头通过电缆与测量站水深测量控制电路连接，所述测量站水深测量控制电路还与无线接收器连接，所述无线发射器将基准站水深传感器探头测得的基准站水深值发送出去，所述无线接收器接收基准站水深值的信号并将该数据传输至测量站水深测量控制电路。
[0009]所述控制电路由24V直流电源供电.
[0010]本实用新型设计开发了一种方便测量水下抛石基床标高的测量系统，其具有精度高、成本低、适应性强等优点，具有如下有益效果:
[0011](I)本实用新型精度高，不受海水中水流速度和含沙量、水质、潮汐等因素的影响。
[0012](2)本实用新型具有成本低、操作简单方便的特点，大大减少测量成本、提高了工效。
[0013](3)本实用新型可以通过显示电路在显示仪中直接读出标高数据，或者通过数据接口传输给计算机进行数据的存储、绘制曲线等处理，实现了水下抛石基床标高的自动记录功能。
[0014](4)由于本实用新型精度高，误差只有±1_，能确保大型沉箱安装对水下抛石基床平整度的精度要求，使得沉箱安装施工工艺更安全、更高效。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路原理图。
[0016]图2为本实用新型设备布置、连接示意图。
[0017]其中，基准站水深传感器探头1、电缆2、卷线盘3、电源电路4、基准站水深测量控制电路5、无线发射器6、基床水深传感器探头7、电缆8、卷线盘9、测量站水深测量控制电路10、电源电路11、显示电路12、无线接收器13、测量台14、施工船舶15、水下抛石基床16。
【具体实施方式】
[0018]如图2所示，为本实用新型的水下抛石基床标高测量系统，其包括一测量基准站，该测量基准站为靠近待测水下抛石基床16的岸边。该测量基准站包括至少一处已知标高值的设置于水下的测量台14。所述水下抛石基床标高测量系统还包括设置于水下测量台14的用来测量该处水深值的基准站水深传感器探头I及设置于水下抛石基床顶面用来测量水下抛石基床水深值的基床水深传感器探头7。基准站水深传感器探头I通过电缆2与设置于岸上的基准站水深测量控制电路5连接。基准站水深测量控制电路5还与无线发射器6连接。基床水深传感器探头7通过电缆8与设置于施工船舶15的测量站水深测量控制电路10连接。
[0019]电缆8卷绕于手摇卷线盘9，以便根据水深传感器探头7所处位置伸长或缩短。
[0020]所述电缆外表面包覆有氯丁橡胶护套及绝缘层。
[0021]利用本实用新型测量水下抛石基床深度时包括以下步骤:
[0022]1、首先，获得测量台的标高作为基准站标高Htl，测量台设置在距离水面较浅的水下，在测量台放置标尺，通过水准仪直接读出标高值。
[0023]2、基准站水深传感器探头I及基床水深传感器探头7未放入海水测量之前，将线路连接好，打开电源电路的电源开关，调节显示仪读数归零。
[0024]3、手摇卷线盘3，松放电缆2将基准站水深传感器探头I放到测量台14位置，打开电源开关给基准站控制电路5及其无线发射器6供电。
[0025]4、手摇卷线盘9，松放电缆8将基床水深传感器探头7放入海水中，打开电源开关及显示电路的显示仪开关。
[0026]5、测量站水深测量控制电路10输入基准站标高值Η。。
[0027]6、读取基床水深传感器探头7测量获得的水深值Llt输入测量站水深测量控制电路10，读取基准站水深传感器探头I基准站水深值Ltlt输入基准站水深测量控制电路5，数据筛选后的最小水深值Ltl通过无线发射器6发送，并由无线接收器13接收，将数据输入至测量站水深测量控制电路10t。为了测量值的准确性，可进行如下处理:
[0028]LI = min (Llt)，t = [O, T]
[0029]LO = min (Lot)，t = [O, Τ]
[0030]式中，T为该区域波浪周期；
[0031]Llt和Ltlt分别为基床水深传感器探头7和基准站水深传感器探头I在一个波浪周期T内每间隔0.1s所获得的水深值；
[0032]L1和Ltl分别为基床测点和基准站最小水深值。
[0033]7、通过基准站的标高值Htl与水深差值(L「U)相减，得到基床测点的标高值，这一过程由测量站水深测量控制电路10计算后在显示仪上直接显示出该测点的标高；
[0034]Hl = HO-(Ll-LO)
[0035]式中，Hl为基床测点的标高值(一般为负数)。
[0036]8、随着基床水深传感器探头7放入海水深度的增加，显示仪读数从小到大的数值变化。当读数达到最大值时，表明基床水深传感器探头7已经沉放到达水下抛石基床顶面，记录该数值，即为该基床测点的标高值。
[0037]9、手摇卷线盘9，收紧电缆8将基床水深传感器探头7提高至一定高度(3?4米)，换点测量另外一个位置的水下抛石基床标高。
[0038]本实用新型的水深传感器探头采用压阻式压力敏感元件。当它受到压力作用时，应变元件的电阻会发生变化，从而使输出电压发生变化，能够实现水压力到电信号的精确转换。
[0039]电缆外表面包覆有氯丁橡胶护套和绝缘层厚度加厚，提高了专用电缆线的抗拉强度和抗海水腐蚀性能。
[0040]无线发射器发射模块的工作频率为315MHz，采用声表谐振器SAW稳频，频率稳定度极高，发射电压为9V?12V，发射功率约500毫瓦，空旷地传输距离600?800米。
[0041]无线接收器采用SMARTISYS系列单向无线接收器，工作电压:9V?12V，工作电流:(25mA，采用串口通信格式，传输速率:9600bps，可自动搜索最适合的频率，能有效避免了号的丢失。
[0042]优选地，显示电路采用液晶数字显示仪。系统电源采用24V直流电源。
【权利要求】
1.一种水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:包括一测量基准站，所述测量基准站建造于岸边或已有的沿水建筑物，且所述测量基准站包括至少一处已知标高值的设置于水下的测量台，还包括一设置于所述水下测量台的用来测量该处水深值的基准站水深传感器探头及一设置于水下抛石基床顶面用来测量水下抛石基床水深值的基床水深传感器探头，所述基准站水深传感器探头及基床水深传感器探头分别通过电缆与设置水面上的接收及控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:所述电缆卷绕于手摇卷线盘。
3.根据权利要求2所述的水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:用于卷绕基床水深传感器探头连接电缆的手摇卷线盘施置于施工船舶上，施工船舶行驶于水面。
4.根据权利要求1所述的水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:所述电缆外表面包覆有氯丁橡胶护套及绝缘层。
5.根据权利要求1所述的水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:所述基准站水深传感器探头通过电缆与基准站水深测量控制电路连接，所述基准站水深测量控制电路还与无线发射器连接；所述基床水深传感器探头通过电缆与测量站水深测量控制电路连接，所述测量站水深测量控制电路还与无线接收器连接，所述无线发射器将基准站水深传感器探头测得的基准站水深值发送出去，所述无线接收器接收基准站水深值的信号并将该数据传输至测量站水深测量控制电路。
6.根据权利要求1所述的水下抛石基床深度测量系统，其特征在于:所述控制电路由24V直流电源供电。
【文档编号】G01C5/00GK204027555SQ201420401784
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年7月21日 优先权日:2014年7月21日
【发明者】黄建生, 陆红, 余东华, 陈光垣, 卢普伟, 钟楠 申请人:中交四航局第五工程有限公司, 中交第四航务工程局有限公司