EA038101B1 - Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures - Google Patents
Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures Download PDFInfo
- Publication number
- EA038101B1 EA038101B1 EA202000190A EA202000190A EA038101B1 EA 038101 B1 EA038101 B1 EA 038101B1 EA 202000190 A EA202000190 A EA 202000190A EA 202000190 A EA202000190 A EA 202000190A EA 038101 B1 EA038101 B1 EA 038101B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- underwater
- control unit
- sonar
- cable
- antenna
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
- G01S15/88—Sonar systems specially adapted for specific applications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B21/00—Tying-up; Shifting, towing, or pushing equipment; Anchoring
- B63B21/22—Handling or lashing of anchors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B22/00—Buoys
- B63B22/18—Buoys having means to control attitude or position, e.g. reaction surfaces or tether
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/52—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S15/00
- G01S7/521—Constructional features
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеThe technical field to which the invention relates
Изобретение относится к области подводной техники, используемой для обслуживания и периодического осмотра поверхностей подводной части гидротехнической инфраструктуры, а именно к телеуправляемым подводным робототехническим системам, обеспечивающим высокоточное обследование, в том числе с применением методов неразрушающего контроля, профилирование подводных протяженных, преимущественно вертикально расположенных поверхностей объектов.The invention relates to the field of underwater technology used for maintenance and periodic inspection of the surfaces of the underwater part of the hydraulic infrastructure, namely, to remotely controlled underwater robotic systems that provide high-precision inspection, including the use of non-destructive testing methods, profiling of underwater extended, mainly vertically located surfaces of objects.
Уровень техникиState of the art
В действующем стандарте СТО РусГидро 02.01.109 3013 подробно изложены требования к выполнению подводно-технического обследования гидротехнических сооружений (ГТС). Стандарт устанавливает высокие требования к проведению подводно-технического обследования состояния поверхностей гидротехнических сооружений гидроэлектрических станций и примыкающих к ним со стороны верхнего и нижнего бьефов участков неукрепленных русел, к объему и качеству информации, получаемой в результате обследования, а также к составу и организации работ по проведению подводно-технического обследования. Главной задачей подводного обследования является своевременное обнаружение дефектов и повреждений элементов конструкции ГТС, а также наличие посторонних предметов, влияющих на снижение эксплуатационной надежности сооружений. Обследование подводных частей гидротехнических сооружений должно производиться с охватом 100% их поверхности.The current standard STO RusHydro 02.01.109 3013 sets out in detail the requirements for performing an underwater technical survey of hydraulic structures (HTS). The standard establishes high requirements for conducting underwater technical inspection of the state of surfaces of hydraulic structures of hydroelectric stations and adjacent sections of unreinforced channels from the upstream and downstream side, for the volume and quality of information obtained as a result of the survey, as well as for the composition and organization of work on carrying out underwater technical survey. The main task of the underwater survey is the timely detection of defects and damage to the structural elements of the hydraulic system, as well as the presence of foreign objects that affect the decrease in the operational reliability of structures. Inspection of the underwater parts of hydraulic structures should be carried out with coverage of 100% of their surface.
В существующей практике для обследования ГТС на сегодняшний день используют многолучевые эхолоты (МЛЭ). Наличие опции сверхвысокого разрешения (UHR) и возможности фокусировки лучей позволяют получить детальную информацию о находящихся на дне объектах (Дунчевская С.В. Возможности выполнения подводно-технических обследований ГТС в соответствии со стандартом СТО РУСГИДРО с применением современных технических средств. Гидротехника, 2015, 3 (40), с. 37-39).In the current practice, multi-beam echo sounders (MBE) are used today to survey the hydraulic structures. The presence of an ultra-high resolution (UHR) option and the ability to focus beams allow you to obtain detailed information about the objects at the bottom (Dunchevskaya S.V. (40), pp. 37-39).
Многолучевой эхолокатор включает в себя следующие составные части: процессор гидролокатора, приемопередающий блок, антенну гидролокатора. Соединительный кабель от процессора к приемопередатчику передает напряжение питания, обеспечивает сигнальный и управляющий интерфейс между процессором гидролокатора и приемопередающим блоком. Антенна гидролокатора со встроенными сигнальными и управляющими кабелями передает акустические импульсы через передающую решетку (излучатель). Принимает отраженные акустические импульсы через приемную решетку (гидрофон). Усиливает в предусилителе полученный сигнал от гидрофона и посылает его на приемопередающий блок. Усиленный сигнал гидрофона мультиплексируется и подается в процессор гидролокатора для обработки и формирования луча. Процессор гидролокатора генерирует видеосигнал, отображаемый на мониторе и функционирует как управляющий интерфейс между оператором и гидролокатором (Многолучевой эхолот-гидролокатор с функцией гидролокатора бокового обзора. Руководство по эксплуатации. Утверждена ВШАЕ.361192.001 РЭ-ЛУ, 2005). Недостатками данной конструкции является то, что детализация съемки падает с глубиной из-за расходимости акустического луча, а точность привязки к объекту уменьшается с глубиной из-за рефракции акустического луча на температурных градиентах среды. Ярким примером является ситуация с обследованием Саяно-Шушенской ГЭС (глубина > 200 м). На глубине верхнего бьефа современные гидролокационные средства с лучом 0.3-0.5° способны обнаружить дефект подводной конструкции, если его линейный размер превосходит 2 м.The multi-beam sonar includes the following components: sonar processor, transceiver unit, sonar antenna. The connecting cable from the processor to the transceiver carries the supply voltage, provides a signal and control interface between the sonar processor and the transceiver unit. The sonar antenna with built-in signal and control cables transmits acoustic impulses through the transmitting array (emitter). Receives reflected acoustic pulses through a receiving array (hydrophone). Amplifies the received signal from the hydrophone in the preamplifier and sends it to the transceiver unit. The amplified hydrophone signal is multiplexed and fed to the sonar processor for processing and beamforming. The sonar processor generates a video signal displayed on the monitor and functions as a control interface between the operator and the sonar (Multi-beam echo sounder-sonar with side-scan sonar function. Operation manual. Approved by VSHA.361192.001 RE-LU, 2005). The disadvantages of this design are that the detail of the survey decreases with depth due to the divergence of the acoustic beam, and the accuracy of the attachment to the object decreases with depth due to the refraction of the acoustic beam on the temperature gradients of the medium. A striking example is the situation with the inspection of the Sayano-Shushenskaya HPP (depth> 200 m). At the depth of the headwater, modern sonar devices with a beam of 0.3-0.5 ° are able to detect a defect in an underwater structure if its linear size exceeds 2 m.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению является устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений в виде гидравлического 3D-гиgролокатора Blue View BV5000-1350 и BV5000-2250, который создает разрешение изображения подводных областей, сооружений и объектов. Данный 3D механический сканирующий сонар создает трехмерные облака точек в подводной исследуемой области. Компактное, легкое устройство легко устанавливается на штатив или на дистанционно управляемый аппарат (ROV). Сканирующая головка гидролокатора и встроенный механический механизм поворота и наклона Nism генерирует как секторное сканирование, так и данные сферического сканирования (BV5000 3D MechanicalScanningSonar, найдено 02.12.2019 в Интернет по адресу: http://www.teledynemarine.com/blog/BV5000-3D-Mechanical-ScanningSonar). Недостатками данного устройства является низкая эффективность дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений в связи с высокой вероятностью зацепов телеуправляемого необитаемого подводного аппарата (ТНПА), невозможностью точной привязки изображения к объекту и в связи с требованием к высокой квалификации телеоператора ROV.The closest technical solution to the claimed invention is a device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures in the form of a hydraulic 3D gyro Blue View BV5000-1350 and BV5000-2250, which creates image resolution of underwater areas, structures and objects. This 3D mechanical scanning sonar creates 3D point clouds in the underwater survey area. The compact, lightweight unit easily mounts to a tripod or ROV. Sonar scanning head and built-in mechanical pan and tilt mechanism Nism generates both sector scan and spherical scan data (BV5000 3D MechanicalScanningSonar, found 02.12.2019 on the Internet at: http://www.teledynemarine.com/blog/BV5000-3D -Mechanical-ScanningSonar). The disadvantages of this device are the low efficiency of flaw detection of underwater vertical hydraulic structures due to the high probability of snagging of the remotely controlled unmanned underwater vehicle (ROV), the impossibility of accurately linking the image to the object and due to the requirement for high qualifications of the ROV camera operator.
Сущность изобретенияThe essence of the invention
Технический результат заявленного изобретения заключается в расширении арсенала технических средств, предназначенных для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений с высокой детализацией изображения при выполнении съемки на глубине, а также возможности более точной привязки изображения к объекту за счет конструктивных элементов устройства.The technical result of the claimed invention is to expand the arsenal of technical means intended for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures with high image detail when shooting at depth, as well as the possibility of more accurate linking of the image to the object due to the structural elements of the device.
Технический результат достигается тем, что создано устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений, содержащее гидролокатор, причем оно содержит последовательное тросовое соединение якоря, подвижного носителя и плавающего буя, создавая тросовую линию, при этом якорь и плавающий буй размещены на концах тросовой линии, а плавающий буй снабжен блоком управления, аккумуляторной батареей, согласованной парой горизонтальных движитеThe technical result is achieved by the fact that a device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures is created, containing a sonar, and it contains a serial cable connection of an anchor, a moving carrier and a floating buoy, creating a cable line, while the anchor and a floating buoy are placed at the ends of the cable line, and the floating buoy is equipped with a control unit, a rechargeable battery, a matched pair of horizontal propel
- 1 038101 лей, модулем навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенной Wi-Fi, предназначенной для передачи гидроакустической информации оператору и приема от него управляющих команд, причем аккумуляторная батарея, модуль навигации глобальной спутниковой системы позиционирования и антенна Wi-Fi соединены с входами блока управления, а пара горизонтальных движителей буя соединена с выходами блока управления, подвижный носитель установлен на тросе с возможностью движения по тросовой линии и снабжен гидролокатором с переключаемой рабочей частотой, центральным управляющим компьютером, инерциальной измерительной системой, вертикальным движителем для вертикального движения подвижного носителя и согласованной парой горизонтальных движителей, предназначенных для углового ориентирования подвижного носителя вокруг вертикальной оси тросовой линии, при этом центральный управляющий компьютер выполнен с возможностью принятия команд от блока управления через многожильный подводный кабель и выработки команд управления через соединенные с ним электрически вертикальный движитель, согласованную пару горизонтальных движителей подвижного носителя, инерционную измерительную систему и гидролокатор с переключаемой рабочей частотой, который также соединен через многожильный подводный кабель с блоком управления и антенной Wi-Fi.- 1,038,101 lei, a navigation module of the global satellite positioning system and a Wi-Fi antenna designed to transmit hydroacoustic information to the operator and receive control commands from him, moreover, the rechargeable battery, the navigation module of the global positioning satellite system and the Wi-Fi antenna are connected to the inputs of the control unit , and a pair of horizontal propellers of the buoy is connected to the outputs of the control unit, the mobile carrier is mounted on a cable with the ability to move along a cable line and is equipped with a sonar with a switchable operating frequency, a central control computer, an inertial measuring system, a vertical propulsion device for vertical movement of the mobile carrier and a coordinated pair of horizontal propellers designed for angular orientation of the mobile carrier around the vertical axis of the cable line, while the central control computer is configured to receive commands from the control unit through a multicore underwater cable and generating control commands through an electrically connected vertical propeller, a matched pair of horizontal propellers of a mobile carrier, an inertial measuring system and a sonar with a switchable operating frequency, which is also connected via a multicore submarine cable with a control unit and a Wi-Fi antenna.
Краткое описание чертежейBrief Description of Drawings
Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлен общий вид устройства для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений;FIG. 1 shows a general view of a device for external flaw detection of vertical subsea hydraulic structures;
на фиг. 2 представлена общая схема устройства;in fig. 2 shows a general diagram of the device;
на фиг. 3 представлена установка тросовой линии устройства от стенки гидротехнического сооружения;in fig. 3 shows the installation of the cable line of the device from the wall of the hydraulic structure;
на фиг. 4 представлено переключение гидролокатора устройства в режим повышенной разрешающей способности.in fig. 4 shows the switching of the device's sonar to the enhanced resolution mode.
Устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений (см. фиг. 1, 2) содержит тросовую линию 1, якорь 2, плавающий буй 3 и подвижный носитель 7. Последовательное тросовое соединение якоря 2, подвижного носителя 7 и плавающего буя 3 создают тросовую линию 1. Причем плавающий буй 3 содержит согласованную пару горизонтальных движителей 4, модуль навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5, антенну Wi-Fi 6, а также он содержит аккумуляторную батарею 15 и блок управления 14. Антенна Wi-Fi 6 предназначена для организации передачи гидроакустической информации оператору через рабочее место оператора 16 и приема от него управляющих команд. Входы блока управления 14 соединены с модулем навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5, антенной Wi-Fi 6, аккумуляторной батареей 15 и многожильным подводным кабелем 13. Выходы блока управления соединены с антенной Wi-Fi 6, согласованной парой горизонтальных движителей 4 и с многожильным подводным кабелем 13.A device for external flaw detection of vertical underwater hydraulic structures (see Fig. 1, 2) contains a cable line 1, an anchor 2, a floating buoy 3 and a movable carrier 7. A serial cable connection of an anchor 2, a movable carrier 7 and a floating buoy 3 creates a cable line 1 Moreover, the floating buoy 3 contains a coordinated pair of horizontal propellers 4, a navigation module of the global satellite positioning system 5, a Wi-Fi antenna 6, and it also contains a battery 15 and a control unit 14. The Wi-Fi 6 antenna is designed to organize the transmission of hydroacoustic information to the operator through the operator's workplace 16 and receiving control commands from him. The inputs of the control unit 14 are connected to the navigation module of the global positioning satellite system 5, the Wi-Fi antenna 6, the battery 15 and the multicore submarine cable 13. The outputs of the control unit are connected to the Wi-Fi antenna 6, a matched pair of horizontal propellers 4 and to the multicore submarine cable 13.
Подвижный носитель 7 установлен с возможностью движения по тросовой линии 1 и снабжен вертикальным движителем 8 для вертикального движения подвижного носителя 7 и согласованной парой горизонтальных движителей 9, для углового ориентирования вокруг вертикальной оси тросовой линии подвижного носителя 7. Кроме того, подвижный носитель 7 снабжен центральным управляющим компьютером 10, инерциальной измерительной системой 11 и гидролокатором с переключаемой рабочей частотой 12. При этом входы центрального управляющего компьютера 10 соединены с многожильным подводным кабелем 13 и инерциальной измерительной системой 11. Выходы управляющего компьютера 10 соединены с вертикальным движителем 8, согласованной парой горизонтальных движителей 9 подвижного носителя 7 и гидролокатором 12. Гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 также соединен через многожильный подводный кабель с блоком управления 14 и антенной Wi-Fi 6. Передача гидроакустической информации гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 производится через многожильный подводный кабель 13 и блок управления 14 и далее через антенну Wi-Fi 6 на рабочее место оператора 16.The movable carrier 7 is installed with the possibility of movement along the cable line 1 and is equipped with a vertical mover 8 for the vertical movement of the movable carrier 7 and a matched pair of horizontal thrusters 9 for angular orientation around the vertical axis of the cable line of the movable carrier 7. In addition, the movable carrier 7 is equipped with a central control computer 10, an inertial measuring system 11 and a sonar with a switchable operating frequency 12. In this case, the inputs of the central control computer 10 are connected to a multicore submarine cable 13 and an inertial measuring system 11. The outputs of the control computer 10 are connected to a vertical propeller 8, matched by a pair of horizontal propellers 9 of a movable carrier 7 and sonar 12. Sonar with switchable operating frequency 12 is also connected via a multicore underwater cable with control unit 14 and Wi-Fi antenna 6. Transmission of sonar information with switchable operating frequency frequency 12 is produced through a multicore submarine cable 13 and a control unit 14 and then through a Wi-Fi antenna 6 to the operator's workplace 16.
Подробное описание осуществления изобретенияDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Устройство функционирует следующим образом (см. фиг. 1, 2, 3, 4).The device operates as follows (see Fig. 1, 2, 3, 4).
Тросовую линию 1 устройства устанавливают вертикально с помощью якоря 2 и плавающего буя 3 на расстоянии L от стенки гидротехнического сооружения 18 (см. фиг. 3). Включают систему автоматического горизонтального позиционирования подвижного буя 3. Оператор через рабочее место оператора 16 беспроводно и антенну Wi-Fi 6 подает команды на включение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 в обычный режим и выполняет вертикальное движение подвижного носителя 7 подачей команд на вертикальный движитель 8 до обнаружения в поле зрения 17 дефекта гидротехнического сооружения 19.The cable line 1 of the device is installed vertically using an anchor 2 and a floating buoy 3 at a distance L from the wall of the hydraulic structure 18 (see Fig. 3). Turn on the automatic horizontal positioning system of the mobile buoy 3. The operator wirelessly and the Wi-Fi antenna 6 sends commands to turn on the sonar with a switchable operating frequency 12 to normal mode through the operator's workstation 16 and performs the vertical movement of the mobile carrier 7 by sending commands to the vertical mover 8 until detection in the field of view 17 of a defect in a hydraulic structure 19.
В процессе работы устройства согласованные пары горизонтальных движителей 4 и 9, представляющие собой пары импеллерных водометных движителей с приводом от электродвигателей, создают по соответствующим командам прямой или реверсный вектор силы тяги каждый вдоль своих осей. В частности, пара горизонтальных движителей 4 буя 3 путем различных комбинаций векторов силы тяги осуществляет движение плавающего буя 3 вперед, назад, вправо и влево, создавая тем самым его управляеDuring the operation of the device, matched pairs of horizontal propellers 4 and 9, which are pairs of impeller water-jet propellers driven by electric motors, create, according to the appropriate commands, a direct or reverse thrust vector, each along its axes. In particular, a pair of horizontal propellers 4 of the buoy 3, by means of various combinations of the thrust force vectors, moves the floating buoy 3 forward, backward, right and left, thereby creating its control
- 2 038101 мое горизонтальное позиционирование на поверхности воды.- 2 038101 my horizontal positioning on the water surface.
Координаты заданной точки передает оператор в блок управления 14 через рабочее место оператора 16 и антенну Wi-Fi 6. Автоматическое горизонтальное позиционирование буя выполняется согласованной парой горизонтальных движителей 4 по командам, вырабатываемым блоком управления 14 на основе заданных оператором координат точки позиционирования и текущей навигационной информации из модуля навигации глобальной спутниковой системы позиционирования 5.The coordinates of the given point are transmitted by the operator to the control unit 14 through the operator's workplace 16 and the Wi-Fi antenna 6. Automatic horizontal positioning of the buoy is performed by a coordinated pair of horizontal propellers 4 according to commands generated by the control unit 14 based on the coordinates of the positioning point specified by the operator and current navigation information from navigation module of the global positioning satellite system 5.
Вертикальное движение подвижного носителя 7 осуществляют прямым или реверсным включением вертикального движителя 8 по командам, поступающим от оператора через рабочее место оператора 16, антенну Wi-Fi 6, блок управления 14, многожильный подводный кабель 13 и центральный управляющий компьютер 10. При этом повороты подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 осуществляют согласованной парой горизонтальных движителей 9 также по командам, поступающим от оператора через рабочее место оператора 16, антенну Wi-Fi 6, блок управления 14, многожильный подводный кабель 13 и центральный управляющий компьютер 10.The vertical movement of the mobile carrier 7 is carried out by direct or reverse switching on of the vertical propeller 8 according to the commands received from the operator through the operator's workplace 16, the Wi-Fi antenna 6, the control unit 14, the multicore submarine cable 13 and the central control computer 10. In this case, the turns of the mobile carrier 7 around the axis of the cable line 1 is carried out by a coordinated pair of horizontal propellers 9 also according to commands from the operator through the operator's workplace 16, Wi-Fi antenna 6, control unit 14, multicore submarine cable 13 and central control computer 10.
Кроме того, подвижный носитель 7 имеет систему автоматической угловой стабилизации вокруг оси тросовой линии, состоящую из инерциальной измерительной системы 11, центрального управляющего компьютера 10, согласованной пары горизонтальных движителей 9. Различными комбинациями векторов силы тяги, создаваемых в паре горизонтальных движителей 9, осуществляют необходимый управляемый поворот подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 вправо и влево. Заданное угловое положение подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии передает оператор через рабочее место оператора 16 в центральный управляющий компьютер 10, антенну Wi-Fi 6, блок управления 14 и многожильный подводный кабель 13. Автоматическую угловую стабилизацию подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии 1 выполняют согласованной парой горизонтальных движителей 9 по командам, вырабатываемым центральным управляющим компьютером 10 на основе заданного оператором углового положения подвижного носителя 7 и текущей информации об угловом положении от инерциальной измерительной системы 11.In addition, the mobile carrier 7 has a system of automatic angular stabilization around the axis of the cable line, consisting of an inertial measuring system 11, a central control computer 10, a matched pair of horizontal propellers 9. Various combinations of thrust force vectors created in a pair of horizontal propellers 9 provide the necessary controlled rotation of the movable carrier 7 around the axis of the cable line 1 to the right and to the left. The specified angular position of the mobile carrier 7 around the axis of the cable line is transferred by the operator through the operator's workplace 16 to the central control computer 10, the Wi-Fi antenna 6, the control unit 14 and the multicore submarine cable 13. Automatic angular stabilization of the mobile carrier 7 around the axis of the cable line 1 is performed by a coordinated pair of horizontal propellers 9 according to commands generated by the central control computer 10 on the basis of the angular position of the mobile carrier 7 set by the operator and the current information about the angular position from the inertial measuring system 11.
Гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 установлен на подвижном носителе 7, причем он выполнен с возможностью работы в двух режимах: обычный с рабочей частотой 200-350 кГц (с угловым полем зрения 60°) и повышенной разрешающей способности с рабочей частотой 500-800 кГц (с угловым полем зрения 30°). Гидроакустическое изображение от гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 поступает через многожильный кабель 13, блок управления 14, антенну Wi-Fi 6 на рабочее место оператора 16. Команды на включение или выключение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 и на выбор режима его работы поступают от оператора через рабочее место оператора 16, антенну Wi-Fi 6, блок управления 14 и многожильный подводный кабель 13.A sonar with a switchable operating frequency 12 is installed on a mobile carrier 7, and it is designed to operate in two modes: normal with an operating frequency of 200-350 kHz (with an angular field of view of 60 °) and increased resolution with an operating frequency of 500-800 kHz ( with an angular field of view of 30 °). The sonar image from a sonar with a switchable operating frequency 12 is fed through a multicore cable 13, a control unit 14, a Wi-Fi antenna 6 to the operator's workplace 16. Commands to turn the sonar on or off with a switchable operating frequency 12 and to select its operating mode come from the operator via operator station 16, Wi-Fi antenna 6, control unit 14 and multicore submarine cable 13.
Пример использованияUsage example
Тросовую линию 1 устройства устанавливают вертикально с помощью якоря 2 и плавающего буя 3 на расстоянии L от стенки гидротехнического сооружения 18 (см. фиг. 3). Включают систему автоматического горизонтального позиционирования подвижного буя 3 в точку, находящуюся точно над якорем 2. Оператор подает команды на включение гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 в обычный режим и выполняет вертикальное движение подвижного носителя 7 подачей команд на вертикальный движитель 8 до обнаружения в поле зрения 17 дефекта гидротехнического сооружения 19.The cable line 1 of the device is installed vertically using an anchor 2 and a floating buoy 3 at a distance L from the wall of the hydraulic structure 18 (see Fig. 3). The automatic horizontal positioning system of the mobile buoy 3 is switched on to a point located exactly above the anchor 2. The operator gives commands to turn on the sonar with a switchable operating frequency 12 to normal mode and performs the vertical movement of the mobile carrier 7 by issuing commands to the vertical mover 8 until it is detected in the field of view 17 defect of a hydraulic structure 19.
Далее оператор, подавая команды на поворот подвижного носителя 7 согласованной парой горизонтальных движителей 9 подвижного носителя 7 и на вертикальный движитель 8, наводит центр поля зрения гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12 на дефект гидротехнического сооружения 19.Further, the operator, giving commands to turn the mobile carrier 7 with a coordinated pair of horizontal propellers 9 of the mobile carrier 7 and the vertical propeller 8, directs the center of the sonar field of view with a switchable operating frequency 12 to the defect of the hydraulic structure 19.
Затем оператор переключает гидролокатор с переключаемой рабочей частотой 12 в режим повышенной разрешающей способности (при этом угловое поле гидролокатора уменьшается, но разрешающая способность на исследуемой поверхности увеличивается) для детального изучения и регистрации дефекта гидротехнического сооружения 19 (см. фиг. 4). Всё время исследования дефекта гидротехнического сооружения 19, системы автоматического горизонтального позиционирования плавающего буя 3 в заданной точке и автоматической угловой стабилизации подвижного носителя 7 вокруг оси тросовой линии совместно обеспечивают заданное оператором пространственное угловое положение поля зрения гидролокатора с переключаемой рабочей частотой 12, противодействуя течениям и иным гидродинамическим помехам, что позволяет иметь высокую детализацию изображения и более точную привязку изображения к объекту при выполнении съемки на глубине.Then the operator switches the sonar with a switchable operating frequency 12 to the enhanced resolution mode (while the angular field of the sonar decreases, but the resolution on the surface under investigation increases) for a detailed study and registration of the defect of the hydraulic structure 19 (see Fig. 4). All the time the research of the defect of the hydraulic structure 19, the automatic horizontal positioning system of the floating buoy 3 at a given point and the automatic angular stabilization of the mobile carrier 7 around the cable line axis together provide the operator-specified spatial angular position of the sonar field of view with a switchable operating frequency 12, counteracting currents and other hydrodynamic interference, which allows for high image detail and more accurate image-to-subject alignment when shooting at depth.
Таким образом, заявленное устройство для внешней дефектоскопии подводных вертикальных гидротехнических сооружений обеспечивает за счет своих конструктивных элементов высокую детализацию изображения при выполнении съемки на глубине и более точную привязку изображения к объекту.Thus, the claimed device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures, due to its structural elements, provides a high image detail when shooting at depth and a more accurate reference of the image to the object.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000190A EA038101B1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA202000190A EA038101B1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA202000190A1 EA202000190A1 (en) | 2021-07-02 |
| EA038101B1 true EA038101B1 (en) | 2021-07-06 |
Family
ID=77443256
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA202000190A EA038101B1 (en) | 2020-07-13 | 2020-07-13 | Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA038101B1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2377018A (en) * | 1982-05-06 | 2002-12-31 | Standard Telephones Cables Ltd | Marine sonar arrays |
| WO2008118617A2 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Raytheon Company | Methods and apparatus for surveillance sonar systems |
| RU2445594C1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method |
| CN204374415U (en) * | 2014-12-23 | 2015-06-03 | 江苏省洪泽湖水利工程管理处 | For the sonar pick-up unit of facade disease under water seal |
| CN105223577A (en) * | 2015-10-25 | 2016-01-06 | 宁波市鄞州发辉机械科技有限公司 | The collapsible sonar unit of a kind of underwater vehicle |
| RU2610149C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-02-08 | Владимир Васильевич Чернявец | Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring |
| CN207717803U (en) * | 2017-12-29 | 2018-08-10 | 中国科学院海洋研究所 | A kind of wireless real time implementation system of deep-sea subsurface buoy |
-
2020
- 2020-07-13 EA EA202000190A patent/EA038101B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2377018A (en) * | 1982-05-06 | 2002-12-31 | Standard Telephones Cables Ltd | Marine sonar arrays |
| WO2008118617A2 (en) * | 2007-03-26 | 2008-10-02 | Raytheon Company | Methods and apparatus for surveillance sonar systems |
| RU2445594C1 (en) * | 2010-09-03 | 2012-03-20 | Открытое акционерное общество "Газпром" | Method of diagnosing main pipelines and device for realising said method |
| CN204374415U (en) * | 2014-12-23 | 2015-06-03 | 江苏省洪泽湖水利工程管理处 | For the sonar pick-up unit of facade disease under water seal |
| CN105223577A (en) * | 2015-10-25 | 2016-01-06 | 宁波市鄞州发辉机械科技有限公司 | The collapsible sonar unit of a kind of underwater vehicle |
| RU2610149C1 (en) * | 2015-11-16 | 2017-02-08 | Владимир Васильевич Чернявец | Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring |
| CN207717803U (en) * | 2017-12-29 | 2018-08-10 | 中国科学院海洋研究所 | A kind of wireless real time implementation system of deep-sea subsurface buoy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA202000190A1 (en) | 2021-07-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2724156C1 (en) | Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures | |
| KR100734814B1 (en) | Auto-piloting unmanned ship | |
| RU2438914C1 (en) | Immersible transformable platform and robotic complex for underwater jobs | |
| US20160272291A1 (en) | Water environment mobile robots | |
| JP2010139270A (en) | System for collecting under-water information | |
| JP2009527763A (en) | System and method for positioning underwater vehicles | |
| Evans et al. | Docking techniques and evaluation trials of the SWIMMER AUV: an autonomous deployment AUV for work-class ROVs | |
| KR20090074547A (en) | Deep-sea unmanned underwater vehicles system | |
| Salumäe et al. | Design principle of a biomimetic underwater robot u-cat | |
| US11585911B2 (en) | Variable geometry sonar system and method | |
| KR101177839B1 (en) | System and method for underwater robot global positioning | |
| RU2276647C1 (en) | Submersible rescue vehicle | |
| CN110703197B (en) | Lateral measurement type inverted ultrashort baseline transmitting-receiving transducer and working mode thereof | |
| RU2610149C1 (en) | Towed underwater vehicle, equipped with sonar equipment for detecting silting facilities and pipelines, and their subsequent monitoring | |
| KR20190141341A (en) | Method for Inspection Underwater Structures Using Drone and Sonar | |
| US9753017B2 (en) | Ultrasonic observation equipment, ultrasonic observation system, and ultrasonic observation method | |
| JP2002250766A (en) | Method and system for underwater towed body position measurement | |
| EA038101B1 (en) | Device for external flaw detection of underwater vertical hydraulic structures | |
| Cruz et al. | Cooperative deep water seafloor mapping with heterogeneous robotic platforms | |
| Uchihori et al. | Concept of autonomous underwater vehicle docking using 3D imaging sonar | |
| CN115341592B (en) | Underwater robot-based offshore wind power pile foundation scouring detection method and system | |
| EP4309994A1 (en) | System for coupling aquatic relay machine and underwater cruising body, and operation method therefor | |
| JP2017178198A (en) | Approach system of an autonomous unmanned diving machine into a water equipment | |
| JP7431443B2 (en) | Underwater observation system and underwater observation method | |
| JP2018017502A (en) | Underwater sound positioning system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM KZ TM |