专利名称：一种浮筒液位监测系统及其方法
技术领域：
本发明涉及一种液位监测系统及方法，尤其是一种可以监测浮筒内液位状态和浮筒所处深度、浮筒姿态、剩余浮力的一种浮筒液位监测系统及方法。
背景技术：
在潜水领域，浮筒液位或深度的遥测一般利用供气平衡的原理，从水面通过软管向水下被测部位供气，根据平衡后的供气压力进行换算，测量结果随深度的增加存在较大的滞后量，易受人为操作因素影响，准确性低，测量误差大。
为保证浮筒打捞安全，需精确知道浮筒每个舱内液位的高度、浮筒纵倾角度和浮筒的工作深度，以便通过控制进排气进行调整，安全完成浮筒打捞任务，目前国内使用的金属打捞浮筒在打捞沉物过程中，由于浮筒舱内液位高度和浮筒的姿态均不能够量化或图形化显示，在操作浮筒的进、排气时，只能够通过经验进行估计，严重影响浮筒的打捞安全和工作效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于现有技术中浮筒舱内液位高度和浮筒的姿态均不能够量化或图形化显示，液位监测易受人为操作因素影响，数据处理不科学的问题，提供一种能精确监测和图像化显示浮筒参数和姿态的浮筒液位监测系统和方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案本发明包括计算机，还包括传感器、转换模块；传感器同转换模块输入端连接，转换模块输出端接计算机。
传感器包括液位传感器和压力传感器，液位传感器和压力传感器的输出端同转换模块输入端连接。
液位传感器安装在浮筒水舱内，压力传感器安装在浮筒水舱外两端。
在浮筒水舱的两个端舱分别安装一个液位传感器，在浮筒水舱的中间舱靠近中间舱两端舱壁各安装有一个液位传感器，在浮筒水舱外两端各安装有一个压力传感器。
为了准备测量浮筒水舱内的水位，液位传感器垂直安装在浮筒水舱内。
液位传感器采用导波雷达传感器。导波雷达包括导波杆，导波雷达的导波杆从浮筒水舱内舱顶一直延长到水舱内舱底，并在导波杆外设有保护罩。
转换模块包括信号转换模块和总线转换模块，每个浮筒上安装有信号转换模块，各浮筒上的信号转换模块输出信号经承压电缆后同总线转换模块连接，总线转换模块输出端连接计算机。
一种浮筒液位监测的方法是通过安装在浮筒水舱上的传感器获取数据并传送到计算机，计算机读取安装在浮筒水舱外压力传感器的值从而明确浮筒所处的深度，计算机读取安装在浮筒水舱内的液位传感器的值而确切的知道浮筒舱内的液位高度和浮筒纵倾角。
在浮筒水舱的中间舱内靠近两端舱壁各安有一个液位传感器，通过读取两个液位传感器的差值从而计算浮筒的纵倾角度，该计算纵倾角度可以通过勾股定理计算得到。
本发明实现了对浮筒液位的实时自动监测，改变了以往通过人工或人工操作单一仪器取样准确度差、数据处理不科学的状况，本发明可准确直观显示单只或成组浮筒实时深度、起浮力、水下姿态及各舱液位，便于操作人员控制浮筒的起浮速度和姿态调整，极大提高打捞作业的效率和安全性，本发明可靠性高，使用维护简单，也可推广应用到其他水下工程领域。
图1是本发明的结构框图。
图2是本发明浮筒的结构示意图。
图3是导波雷达液位传感器结构示意图。
计算机1、承压电缆2、压力传感器3、液位传感器4、转换模块5、浮筒端舱6、浮筒中间舱7、随机配套电缆8、模块箱9、水密插接件10、总线转换模块11、导波杆12、导波杆保护罩13、浮筒14、保护罩15、母船16、浮筒水舱中间舱舱壁17。
具体实施例方式
本发明包括浮筒14、传感器、转换模块5、计算机1，在安装传感器的过程中要特别注意要将液位传感器4垂直于浮筒水舱安装，这样才能保证能够准确的测量浮筒14水舱内的液位高度，本实施例中采用了4个型号为MT5000的导波雷达液位传感器4，导波雷达液位传感器4及其保护罩15都采用螺栓固定在浮筒水舱上，在安装液位传感器4时除了要注意垂直于浮筒水舱安装，还要注意应该将液位传感器4的探测跨度即液位传感器4的导波杆12从浮筒水舱内舱顶一直延伸到水舱内舱底，否则将会留有探测盲区而导致测量的数据不准确。在液位传感器4导波杆12外还设有导波杆保护罩13，导波杆保护罩13采用直径大于导波杆12的圆筒不锈钢中空管，不锈钢中空管长度同导波杆12长度相当，导波杆保护罩13通过螺栓固定在浮筒水舱内。
选用的4个液位传感器4，其中2个分别安装在浮筒水舱的两个端舱内，位置最好安装在端舱的中央；另2个安装在浮筒水舱的中间舱内，安装的位置除一定要有距离间隔外，各自靠近中间舱的两端舱壁17安装，这样可以使得液位高度差更大，更方便计算浮筒14的纵倾角。另外本实施例中选用2个型号为PTX1830的压力传感器3各安装在浮筒水舱外两端，并在压力传感器3上安装有钢制保护罩15，压力传感器3及其保护罩15都采用螺栓固定在浮筒水舱上，压力传感器3用以测量浮筒14所处的深度。
转换模块5安放在根据其大小制作的钢制模块箱9中，钢制模块箱9起到密封和抗压功能从而保护转换模块5，钢制模块箱9用螺栓固定在浮筒水舱上，采用螺栓固定可以方便拆卸维修、维护。
压力传感器3和液位传感器4通过随机配套电缆8连接到固定在浮筒水舱上的转换模块5，该模块型号为NHIPSB-T01，该转换模块5的输出端通过承压电缆2同安装在母船16上的计算机1相连接，在承压电缆2和计算机1之间还设有一个总线转换模块11，将不同的数据统一转换为计算机1能够识别的数据。
根据实际需要打捞的物体重量可以选用一只或多只浮筒进行打捞，每只浮筒上的设置同上述实施例相同，每只浮筒上的转换模块5的输出端通过承压电缆2同总线转换模块11的输入端连接，总线模块的输入端连接计算机1，总线模块型号为NHIBUS-A01。
权利要求
1.一种浮筒液位监测系统，包括计算机，其特征在于还包括传感器、转换模块；传感器同转换模块输入端连接，转换模块输出端接计算机。
2.根据权利要求1所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于传感器包括液位传感器和压力传感器，液位传感器和压力传感器的输出端同转换模块输入端连接。
3.根据权利要求2所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于液位传感器安装在浮筒水舱内，压力传感器安装在浮筒水舱外两端。
4.根据权利要求3所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于在浮筒水舱的两个端舱分别安装一个液位传感器，在浮筒水舱的中间舱靠近中间舱两端舱壁各安装有一个液位传感器，在浮筒水舱外两端各安装有一个压力传感器。
5.根据权利要求3、4所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于液位传感器垂直安装在浮筒水舱内。
6.根据权利要求5所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于液位传感器采用导波雷达传感器。
7.根据权利要求6所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于导波雷达包括导波杆，导波雷达的导波杆从浮筒水舱内舱顶一直延长到水舱内舱底，并在导波杆外设有保护罩。
8.根据权利要求2所述的一种浮筒液位监测系统，其特征在于转换模块包括信号转换模块和总线转换模块。
9.一种浮筒液位监测的方法，其特征在于通过安装在浮筒水舱上的传感器获取数据并传送到计算机，计算机读取安装在浮筒水舱外压力传感器的值从而明确浮筒所处的深度，计算机读取安装在浮筒水舱内的液位传感器的值而确切的知道浮筒舱内的液位高度和浮筒纵倾角。
10.根据权利要求9所述的一种浮筒液位监测的方法，其特征在于在浮筒水舱的中间舱内靠近两端舱壁各安有一个液位传感器，通过读取两个液位传感器的差值从而计算浮筒的纵倾角度。
全文摘要
本发明涉及一种可以监测浮筒内液位状态和浮筒所处深度、浮筒姿态、剩余浮力的浮筒液位监测系统及方法。本发明包括计算机，还包括传感器、转换模块；传感器同转换模块输入端连接，转换模块输出端接计算机。本发明实现了对浮筒液位的实时自动监测，改变了以往通过人工或人工操作单一仪器取样准确度差、数据处理不科学的状况，本发明可准确直观显示单只或成组浮筒实时深度、起浮力、水下姿态及各舱液位，便于操作人员控制浮筒的起浮速度和姿态调整，极大提高打捞作业的效率和安全性，本发明可靠性高，使用维护简单，也可推广应用到其他水下工程领域。
文档编号G01C9/18GK1963416SQ20061012507
公开日2007年5月16日 申请日期2006年11月21日 优先权日2006年11月21日
发明者陈伟, 伍海燕 申请人:国营武昌造船厂