CN108613662B - 一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法。该可调仪器架由吸力式基础、旋转连接云台、U形支架组成。该可调仪器架主要用于水下声呐监测仪器的架设与固定，解决水下声呐监测中对定位准确性、在波流作用下稳定性的要求。该仪器架主要用在内陆河流中或者近海港口码头等区域中的监测工程中，在无固定建筑物的水域中采用吸力式沉箱，将整个仪器架固定在河床或者海床上，可以360度旋转监测，并可以调整声呐探头的俯仰角度。本仪器架用在监测工程不方便固定在岸基或桥基上的情况下，对施工空间要求小，沉箱贯入施工方便，旋转连接云台架可以在单次监测结束后拆下，将吸力式基础留在原位，留待下一个监测循环，待整个监测工程结束后，拔出基础回收。

Description

一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法，该可调仪器架由吸力式基础、旋转连接云台、U形支架组成。该可调仪器架主要用于水下声呐监测仪器的架设与固定，解决水下声呐监测中对定位准确性、在波流作用下稳定性的要求。该仪器架主要用在内陆河流中或者近海港口码头等区域中的监测工程中，在无固定建筑物的水域中采用吸力式沉箱，将整个仪器架固定在河床或者海床上，可以360度旋转监测，并可以调整声呐探头的俯仰角度。本仪器用在监测工程无法固定在岸基或桥基上的不方便情况下，对施工空间要求小，沉箱贯入施工方便，所有器材可以重复回收利用，节约成本，绿色环保。本发明涉及水下探测监测工程，水下地形测绘工程等技术领域。

背景技术

在水下地形测绘、水下建筑物探损探伤和水下自然边坡变形监测工程中，由于声波在水中传播的衰减很小，通常会用到声呐测绘，利用声波在水下传播特性，通过电声转换和信息处理，完成水下探测，进行水下探测的主要是主动声呐，发射某种形式的声信号，利用信号在水下传播途中障碍物或目标反射的回波来进行探测。对于大体积、长距离水下建筑物或者水下边坡岸线，通常需要建立多个测点进行监测拼接，才能获得整体的资料，如何在多个测点间进行多次精确定位监测，如何克服水流波浪的动力影响获得稳定的监测环境，是进行水下声呐监测的关键问题。为了解决此问题，本发明设计了一种声呐探头的固定支架，采用海洋中常用的吸力式沉箱基础形式，将监测平台固定在海床或者内陆河床上，同时支持声呐探头360度自由旋转，和大俯仰角竖直转动，提高了测点的相对固定性，为之后的数据拼接提供准确的结合点。同时本吸力式可调支架拆装方便，可以回收使用，降低了成本。

发明内容

本发明涉及一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法，该可调仪器架由吸力式基础、旋转连接云台、U形支架组成。该可调仪器架主要用于水下声呐监测仪器的架设与固定，解决水下声呐监测中对定位准确性、在波流作用下稳定性的要求。该仪器架主要用在内陆河流中或者近海港口码头等区域中的监测工程中，在无固定建筑物的水域中采用吸力式沉箱，将整个仪器架固定在河床或者海床上，可以360度旋转监测，并可以调整声呐探头的俯仰角度。

本发明的解决方案

本发明提出一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法，其整体结构包含3个部分：1)吸力式基础，2)旋转连接云台，3)U形支架。

其中1)吸力式基础是圆筒形结构，底部开口，底部筒圈与土体接触处有刃口，圆筒顶部密封，顶板上开有两个管道，一个是抽水管道，另一个是充水管道，在吸力式基础贯入的过程中从抽水管道抽水，在吸力式基础拔出过程中从充水管道中充水顶撑，吸力式基础的顶面还焊接有云台支架圈，用于安放旋转连接云台并提供旋转连接云台转动的轨道，云台支架圈的三根支柱上有调节支柱长短的调节螺栓，用来调节云台支架圈达到水平；

其中2)旋转连接云台是带卡扣的圆筒结构，圆筒下部有弹簧卡扣，圆筒套进吸力式基础的云台支架圈中，弹簧卡扣卡在云台支架圈下，将旋转连接云台与吸力式基础连接在一起，无法上下移动，但是旋转连接云台可以绕云台支架圈360度转动，旋转连接云台的顶部是圆片形云台，有3个螺孔，用来连接U形支架的3个螺栓；

其中3)U形支架是连接声呐探头的部件结构，U形支架底部圆盘上，按圆周角度均匀分布有3个螺栓和3个水平气泡管，3个螺栓将U形支架和旋转连接云台相连，U形支架上部的U形叉两侧有开孔，连接声呐探头，并使声呐探头沿开孔连线为轴线，上下俯仰变化。

如前所述的一种用于水下监测的吸力式可调仪器架的使用方法：

1)、根据监测布点设计，用施工船将吸力式基础运抵布点之上的水面处，用缆绳将吸力式基础吊放到河床或者海床上，封闭充水管道，从抽水管道将吸力式基础圆筒内的水抽出，形成负压，逐步将吸力式基础埋设进河床或海床中，依照此过程将所有测点的吸力式基础全部埋设完成；

2)、将旋转连接云台套进吸力式基础的云台支架圈中，将弹簧卡扣从云台支架圈底部穿出卡紧固定，将U形支架与旋转连接云台用螺栓连接，在U形叉上固定好声呐探头，并旋转调整云台支架圈的三根支柱上的调节螺栓，调节支柱长短使得U形支架水平；

3)、完成一个测点的监测任务后，按动弹簧卡扣，向上将声呐探头连同U形支架和旋转连接云台拔出，换到下一个测点进行安装；

4)、完成所有监测任务后，将吸力式基础的抽水管道封闭，往充水管道中压水，逐步将吸力式基础的圆筒顶出河床或海床，再将其吊出水面回收，依照此过程将所有测点的吸力式基础全部拔出回收。

本发明的优点

本发明的目的在于提出一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法，该可调仪器架由吸力式基础、旋转连接云台、U形支架组成。该可调仪器架主要用于水下声呐监测仪器的架设与固定，解决水下声呐监测中对定位准确性、在波流作用下稳定性的要求。该仪器架主要用在内陆河流中或者近海港口码头等区域中的监测工程中，在无固定建筑物的水域中采用吸力式沉箱，将整个仪器架固定在河床或者海床上，可以360度旋转监测，并可以调整声呐探头的俯仰角度。本仪器用在监测工程无法固定在岸基或桥基上的不方便情况下，对施工空间要求小，沉箱贯入施工方便，所有器材可以重复回收利用，节约成本，绿色环保，旋转连接云台架可以在单次监测结束后拆下，将吸力式基础留在原位，留待下一个监测循环，待整个监测工程结束后，拔出基础回收。

附图说明

附图1为吸力式基础示意图附图2为旋转连接云台示意图附图3为U形支架示意图

图中：1)吸力式基础、2)抽水管道、3)充水管道，4)云台支架圈，5)调节螺栓，6)旋转连接云台，7)弹簧卡扣，8)水平气泡管，9)U形叉。

具体实施方式：

本发明提出一种用于水下监测的吸力式可调仪器架及其使用方法，其整体结构包含3个部分：吸力式基础，旋转连接云台，U形支架。

结构中的吸力式基础1)是圆筒形结构，底部开口，底部筒圈与土体接触处有刃口，圆筒顶部密封，顶板上开有两个管道，一个是抽水管道2)，另一个是充水管道3)，在吸力式基础1)贯入的过程中从抽水管道2)抽水，在吸力式基础1)拔出过程中从充水管道3)中充水顶撑，吸力式基础1)的顶面还焊接有云台支架圈4)，用于安放旋转连接云台6)并提供旋转连接云台6)转动的轨道，云台支架圈的三根支柱上有调节支柱长短的调节螺栓5)，用来调节云台支架圈4)达到水平；

结构中的旋转连接云台6)是带卡扣的圆筒结构，圆筒下部有弹簧卡扣7)，圆筒套进吸力式基础1)的云台支架圈4)中，弹簧卡扣7)卡在云台支架圈4)下，将旋转连接云台6)与吸力式基础1)连接在一起，无法上下移动，但是旋转连接云台6)可以绕云台支架圈4)360度转动，旋转连接云台6)的顶部是圆片形云台，有3个螺孔，用来连接U形支架的3个螺栓；

结构中的U形支架是连接声呐探头的部件结构，U形支架底部圆盘上，按圆周角度均匀分布有3个螺栓和3个水平气泡管8)，3个螺栓将U形支架和旋转连接云台相连，U形支架上部的U形叉9)两侧有开孔，连接声呐探头，并使声呐探头沿开孔连线为轴线，上下俯仰变化。

如前所述一种用于水下监测的吸力式可调仪器架的使用方法：

1)、根据监测布点设计，用施工船将吸力式基础1)运抵布点之上的水面处，用缆绳将吸力式基础1)吊放到河床或者海床上，封闭充水管道3)，从抽水管道2)将吸力式基础1)圆筒内的水抽出，形成负压，逐步将吸力式基础1)埋设进河床或海床中，依照此过程将所有测点的吸力式基础1)全部埋设完成；

2)、将旋转连接云台6)套进吸力式基础1)的云台支架圈4)中，将弹簧卡扣7)从云台支架圈4)底部穿出卡紧固定，将U形支架与旋转连接云台6)用螺栓连接，在U形叉9)上固定好声呐探头，并旋转调整云台支架圈4)的三根支柱上的调节螺栓5)，调节支柱长短使得U形支架水平；

3)、完成一个测点的监测任务后，按动弹簧卡扣7)，向上将声呐探头连同U形支架和旋转连接云台6)拔出，换到下一个测点进行安装；

4)、完成所有监测任务后，将吸力式基础1)的抽水管道2)封闭，往充水管道3)中压水，逐步将吸力式基础1)的圆筒顶出河床或海床，再将其吊出水面回收，依照此过程将所有测点的吸力式基础1)全部拔出回收。

Claims (2)

1.一种用于水下监测的吸力式可调仪器架，其整体结构包含3个部分：1)吸力式基础，2)旋转连接云台，3)U形支架，其特征是：

1)、所述的吸力式基础是圆筒形结构，底部开口，底部筒圈与土体接触处有刃口，圆筒顶部密封，顶板上开有两个管道，一个是抽水管道，另一个是充水管道，在吸力式基础贯入的过程中从抽水管道抽水，在吸力式基础拔出过程中从充水管道中充水顶撑，吸力式基础的顶面还焊接有云台支架圈，用于安放旋转连接云台并提供旋转连接云台转动的轨道，云台支架圈的三根支柱上有调节支柱长短的调节螺栓，用来调节云台支架圈达到水平；

2)、所述的旋转连接云台是带卡扣的圆筒结构，圆筒下部有弹簧卡扣，圆筒套进吸力式基础的云台支架圈中，弹簧卡扣卡在云台支架圈下，将旋转连接云台与吸力式基础连接在一起，无法上下移动，但是旋转连接云台可以绕云台支架圈360度转动，旋转连接云台的顶部是圆片形云台，有3个螺孔，用来连接U形支架的3个螺栓；

3)、所述的U形支架是连接声呐探头的部件结构，U形支架底部圆盘上，按圆周角度均匀分布有3个螺栓和3个水平气泡管，3个螺栓将U形支架和旋转连接云台相连，U形支架上部的U形叉两侧有开孔，连接声呐探头，并使声呐探头沿开孔连线为轴线，上下俯仰变化。

2.基于权利要求1所述的一种用于水下监测的吸力式可调仪器架的使用方法：

1)、根据监测布点设计，用施工船将吸力式基础运抵布点之上的水面处，用缆绳将吸力式基础吊放到河床或者海床上，封闭充水管道，从抽水管道将吸力式基础圆筒内的水抽出，形成负压，逐步将吸力式基础埋设进河床或海床中，依照此过程将所有测点的吸力式基础全部埋设完成；

2)、将旋转连接云台套进吸力式基础的云台支架圈中，将弹簧卡扣从云台支架圈底部穿出卡紧固定，将U形支架与旋转连接云台用螺栓连接，在U形叉上固定好声呐探头，并旋转调整云台支架圈的三根支柱上的调节螺栓，调节支柱长短使得U形支架水平；

3)、完成一个测点的监测任务后，按动弹簧卡扣，向上将声呐探头连同U形支架和旋转连接云台拔出，换到下一个测点进行安装；

4)、完成所有监测任务后，将吸力式基础的抽水管道封闭，往充水管道中压水，逐步将吸力式基础的圆筒顶出河床或海床，再将其吊出水面回收，依照此过程将所有测点的吸力式基础全部拔出回收。

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