CN108839773A - 一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，包括超声波雷达模块、水舱液位监测模块、信号转换模块和浮筒控制模块，超声波雷达模块安装在浮筒外表面，信号转换模块和浮筒控制模块固定在打捞浮筒上，超声波雷达模块和液位监测模块分别与信号转换模块电性连接，信号转换模块将数据传输给浮筒控制模块。本发明可以在水下调整打捞浮筒的下沉位置，自动化程度高，并且可以将打捞浮筒的姿态、深度、位置和浮力发送给水面上的指挥人员，便于掌握打捞的情况。

Description

一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统
技术领域
本发明属于水下监测技术领域，具体涉及一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统。
背景技术
在现代沉船打捞工作中，浮筒打捞法是一种常用的方法，该方法为工作船拖带打捞浮筒前往打捞现场，确定沉船位置后先向打捞浮筒的空腔中注水，使打捞浮筒下沉，打捞浮筒到达目标位置后与沉船绑扎，将空腔中的水排出，并充入空气，使之产生浮力带动沉船上浮，但是这种打捞方法缺少有效的监测和控制，打捞浮筒的下沉位置需要潜水员先潜入水下确定，但精确的下沉位置很难确定，距沉船位置过近则容易损坏沉船，与沉船位置过远则绑扎时费时费力，潜水员的工作量和下潜时间大大增加，效率低且不安全。
发明内容
根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，可以通过超声波雷达定位和浮力控制在水下调整打捞浮筒的下沉位置。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，包括超声波雷达模块、水舱液位监测模块、信号转换模块和浮筒控制模块，超声波雷达模块安装在浮筒外表面，信号转换模块和浮筒控制模块固定在打捞浮筒上，超声波雷达模块和液位监测模块分别与信号转换模块电性连接，信号转换模块将数据传输给浮筒控制模块。
浮筒控制模块包括处理器模块、水下推动模块和阀门调节模块，处理器模块接收信号转换模块传输的信号，根据超声波雷达测得的目标打捞物位置和距离，控制水下推动模块运行，水下推动模块安装在打捞浮筒四周，推动打捞浮筒移动，处理器模块根据液位监测模块测得的打捞浮筒水舱的液位高度，计算打捞浮筒的当前浮力，控制阀门调节模块运行，阀门调节模块控制打捞浮筒的阀门。
基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括数据发送模块、数据接收模块和数据显示模块，数据发送模块安装打捞浮筒上，数据接收模块和数据显示模块安装在岸上或工作船上，处理器模块将打捞浮筒的状态数据通过数据发送模块发送给母船上的数据接收模块，数据处理模块将所得数据处理后传输给数据显示模块。
基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括姿态监测模块，姿态监测模块安装在打捞浮筒上，与信号转换模块电性连接。
姿态监测模块包括深度监测模块和倾角监测模块，深度监测模块固定在打捞浮筒的外表面，倾角检测模块水平固定于打捞浮筒上。
基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括定位模块，定位模块安装在打捞浮筒上，与信号转换模块电性连接。
数据发送模块采用水声通信换能器，数据接收模块采用声通信接收器，水声通信换能器将信号转换模块整合处理后的电信号转换为声信号，发送给岸上或工作船上的水声通信接收器，水声通信接收器将声信号转换为电信号后传输给数据处理模块。
数据显示模块包括无线通信模块和无线显示终端，数据处理模块将处理完的数据通过无线通信模块发送给无线显示终端。
本发明有益效果是:
1、本发明可以在水下调整打捞浮筒的下沉位置，自动化程度高。
2、本发明可以将打捞浮筒的姿态、深度、位置和浮力发送给水面上的指挥人员，便于掌握打捞的情况。
3、本发明打捞浮筒和水面终端的通信方式采用水声通信，避免了电缆在上浮下沉过程中缠绕的危险。
4、多个打捞浮筒同时工作时，指挥人员可以通过定位模块采集的信息掌握各个打捞浮筒的位置，使打捞过程更具可控性。
附图说明
下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1是本发明的具体实施方式的工作示意图。
具体实施方式
下面通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
在浮筒本体上安装超声波雷达模块、导波雷达液位计、模拟量处理模块和浮筒控制模块，超声波雷达模块安装在浮筒表面，具体的，位于浮筒下沉时的底面，侦测范围为浮筒下沉的底部和两侧，浮筒水舱内竖直安装两只导波雷达液位计，两只导波雷达液位计位于打捞浮筒的长轴轴线上，对称位于短轴两侧，超声波雷达模块和导波雷达液位计测得的数据通过模拟量处理模块转换为电信号后传输给浮筒控制模块，浮筒控制模块包括PLC(可编程逻辑控制器)、水下螺旋桨和阀门控制器，打捞浮筒沉入水面后，PLC根据两只导波雷达液位计测得的水舱液位高度，实时计算打捞浮筒当前的自重和浮力，PLC分析打捞浮筒和沉船之间的水平距离和竖直距离，当竖直距离小于设定值时，PLC向阀门控制器发送信号，调节打捞浮筒水舱的水位高度，使打捞浮筒当前的自重和浮力相等，并控制水下螺旋桨运行，调整打捞浮筒的位置，使之在水平方向上到达打捞沉船的理想位置，之后继续调节打捞浮筒水舱的水位高度，使打捞浮筒当前的自重大于浮力，继续下沉。
本打捞浮筒控制系统还设有水声通信换能器、水声通信接收器和数据显示模块，水声通信换能器安装在打捞浮筒上，水声通信换能器将PLC输出的电信号转换为声信号，水声通信换能器发射电压响应级在26～34KHz内，发射声源级大于140dB，在水平方向无指向性，水声通信接收器和数据显示模块安装在水面的工作船或岸上，水声通信接收器接收水声通信换能器发送的声信号后转换为电信号，传输给数据显示模块，数据显示模块包括无线通信模块和无线显示终端，具体的，无线显示终端可以是工业平板电脑。
优选地，本打捞浮筒控制系统中还设有姿态监测模块，姿态监测模块包括倾角传感器和压力传感器，倾角传感器水平固定于打捞浮筒的顶部，测量打捞浮筒的倾角，压力传感器固定在打捞浮筒的侧面，测量打捞浮筒所处位置的水压，得出深度，倾角传感器和压力传感器均将数据传输给模拟量处理模块。
优选地，本打捞浮筒控制系统中还设有GPS模块，GPS模块获取打捞浮筒的当前位置数据，传输给模拟量处理模块，当打捞过程中需要多个打捞浮筒配合工作时，GPS模块可以让指挥人员方便地掌握各浮筒的位置关系。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：包括超声波雷达模块、水舱液位监测模块、信号转换模块和浮筒控制模块，超声波雷达模块安装在浮筒外表面，信号转换模块和浮筒控制模块固定在打捞浮筒上，超声波雷达模块和液位监测模块分别与信号转换模块电性连接，信号转换模块将数据传输给浮筒控制模块。
2.根据权利要求1所述的一种基于基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：浮筒控制模块包括处理器模块、水下推动模块和阀门调节模块，处理器模块接收信号转换模块传输的信号，根据超声波雷达测得的目标打捞物位置和距离，控制水下推动模块运行，水下推动模块安装在打捞浮筒四周，推动打捞浮筒移动，处理器模块根据液位监测模块测得的打捞浮筒水舱的液位高度，计算打捞浮筒的当前浮力，控制阀门调节模块运行，阀门调节模块控制打捞浮筒的阀门。
3.根据权利要求1所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：所述基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括数据发送模块、数据接收模块和数据显示模块，数据发送模块安装打捞浮筒上，数据接收模块和数据显示模块安装在岸上或工作船上，处理器模块将打捞浮筒的状态数据通过数据发送模块发送给母船上的数据接收模块，数据处理模块将所得数据处理后传输给数据显示模块。
4.根据权利要求3所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：所述基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括姿态监测模块，姿态监测模块安装在打捞浮筒上，与信号转换模块电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒，其特征在于：所述姿态监测模块包括深度监测模块和倾角监测模块，深度监测模块固定在打捞浮筒的外表面，倾角检测模块水平固定于打捞浮筒上。
6.根据权利要求3所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：所述基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统还包括定位模块，定位模块安装在打捞浮筒上，与信号转换模块电性连接。
7.根据权利要求3所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：所述数据发送模块采用水声通信换能器，数据接收模块采用声通信接收器，水声通信换能器将信号转换模块整合处理后的电信号转换为声信号，发送给岸上或工作船上的水声通信接收器，水声通信接收器将声信号转换为电信号后传输给数据处理模块。
8.根据权利要求3所述的一种基于超声波雷达的打捞浮筒控制系统，其特征在于：所述数据显示模块包括无线通信模块和无线显示终端，数据处理模块将处理完的数据通过无线通信模块发送给无线显示终端。
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