CN111377039A - 自由站立式水下基站支持系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自由站立式水下基站支持系统。自由站立式水下基站支持系统包括浮筒、光电缆模块、水下基站、吊装缆模块。光电缆模块包括相互绑扎的主缆与光电缆，且主缆与光电缆上间隔设有浮子，光电缆模块的一端固定于浮筒。水下基站设于光电缆模块的另一端，水下基站提供电力供应和控制信号。吊装缆模块与水下基站连接，吊装缆模块用于对水下基站的安装和回收。上述自由站立式水下基站支持系统能够快速定位水下基站位置，能够实现水下基站的整体安装和回收。
Description
技术领域
本发明涉及一种海底观测装置和水下监测装置领域，尤其涉及一种自由站立式水下基站支持系统。
背景技术
水下基站是海底观测网重要的组成部分，在海底观测网络中起着至关重要的作用，是海底观测网络的核心。它负责电能的传输与分配、信息的转换与传输，是连接海底观测网络各项设备与骨干网络和水面移动基站的纽带。
目前用于海底观测的水下基站的电力供应、控制、信息传输需要从遥远的岸上到观测海域铺设长距离光电复合缆，该模式受限于所铺设的光电复合缆路径和终端位置，无法完成覆盖范围之外的观测任务。如果从水面移动基站上通过光电复合缆与水下基站之间建立连接通道，依靠水面设施为水下基站提供电力和控制支持，将能够扩大可观测的海域范围，并且所使用的水下基站、观测传感器、光电复合缆等设备还可以重复利用。
水面移动基站通常都有其最大作业海况条件，当环境条件超过允许的风浪流限值时，水面移动基站必须撤离，而此时水下基站仍需维持基本的运行、且不受恶劣海况的影响；当海况条件转好后，水面移动基站仍能回到原位，需要重新连接光电复合缆。
但是在恶劣海况的情况下，水下基站与水面移动基站之间的光电复合缆会受到损坏或者会随着海浪运动漂移，容易受损或移位。水面移动基站在复位的时候，不能快速完成复位，甚至不能复位成功，则该处水下基站不能再使用，因此造成了水下基站等设备的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够快速定位水下基站位置，能够实现水下基站的整体安装和再利用的自由站立式水下基站支持系统。
一种自由站立式水下基站支持系统，包括：
浮筒；
光电缆模块，包括相互绑扎的主缆与光电缆，且所述主缆与所述光电缆上间隔设有浮子，所述光电缆模块的一端固定于所述浮筒；
水下基站，设于所述光电缆模块的另一端，所述水下基站提供电力供应和控制信号；及
吊装缆模块，与所述水下基站连接，所述吊装缆模块用于对所述水下基站的安装和回收。
在其中一实施方式中，所述光电缆靠近所述浮筒的一端设有接头，所述接头用于使光电缆与水面移动基站的电力系统和控制系统建立连接通道。
在其中一实施方式中，所述接头为防水接头。
在其中一实施方式中，所述主缆与光电缆间隔设置有多个绑扎件。
在其中一实施方式中，还包括撬装结构，所述水下基站收容于所述撬装结构内。
在其中一实施方式中，还包括为水下基站提供电力供应的电池包，所述电池包收容于所述撬装结构内，或者，所述电池包收容于所述浮筒内。
在其中一实施方式中，还包括配重块，所述配重块与所述水下基站收容于所述撬装结构内。
在其中一实施方式中，所述吊装缆模块包括辅助缆、定位块及标记缆，所述辅助缆的一端与所述水下基站连接，所述定位块设于所述辅助缆的另一端；所述标记缆的一端与所述定位块连接，另一端设有浮子。
在其中一实施方式中，所述浮筒的内部间隔分为多层，每层分给为多个水密舱。
在其中一实施方式中，所述浮筒最下层设有多个压载舱。
在其中一实施方式中，所述浮筒漂浮于水面以下的深度大于十米，避免了海面附近风浪的影响、减小了流载荷。
上述自由站立式水下基站支持系统保证在水面移动基站撤离后的时候，为水下基站提供持续稳定的电力。光电缆线仍然漂浮在海面上且仍能为水下基站持续供电及信号交互。水面移动基站复位时，光电缆端头与水面移动基站快速连接。上述自由站立式水下基站支持系统由于水下基站高精度的整体安装和回收，实现了一体回收，提高了上述自由站立式水下基站支持系统的利用率。
附图说明
图1为本实施方式的自由站立式水下基站支持系统的结构示意图；
图2为根据图1所示的自由站立式水下基站支持系统的浮筒的结构示意图；
图3为根据图2所示的自由站立式水下基站支持系统的浮筒的俯视图；
图4为另一实施方式的浮筒的结构示意图；
图5为根据图4所示的自由站立式水下基站支持系统的浮筒的俯视图。
附图标记说明如下：11、浮筒；12、光电缆模块；121、主缆；122、光电缆；123、接头；124、漂浮电缆；13、水下基站；131、撬装结构；132、电池包；133、配重块；14、吊装模块；15、辅助缆；16、定位块；17、标记缆；18、绑带；19、浮子。
具体实施方式
尽管本发明可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本发明原理的示范性说明，而并非旨在将本发明限制到在此所说明的那样。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本发明的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本发明的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本发明的各种元件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。
参见图1，本公开提出一种自由站立式水下基站支持系统包括浮筒11、光电缆模块12、水下基站13、吊装模块14。
请参阅图2至图5，浮筒11的内部间隔分为多层，每层分给为多个水密舱。浮筒11为密闭钢制圆柱结构或棱柱结构。具体地如图实施，则浮筒11的内部沿着竖直方向上下分为多层。根据浮筒11的不同工作位置，调节各个层压载进水。
浮筒11的最下层设有多个压载舱。浮筒为光电缆模块提供必要的张紧力用来抵抗海流的作用。浮筒11浸没水中时为光电缆模块中主缆提供张紧力。浮筒11底部设置有挂环用以连接光电缆模块的光电缆和主缆。并且，浮筒11漂浮于水面以下的深度大于十米，避免了海面附近风浪的影响、减小了流载荷
当海况恶劣的情况下，可以通过压载舱的压载海水，调节浮筒11与海面之间关系。当浮筒11沉入到海面之间的深度较深的时候，则浮筒11受到的浮力较大，避免海面附近的风浪流对整个装置的载荷影响，从而减小了光电缆122在接近海面的一端的漂移范围。则浮筒11能够相对稳定地悬浮在海面上。
光电缆模块121是连接水下基站13与水面移动基站的电力和信号传输通道。光电缆模块12将水下基站13所需的电力由水面移动基站传输至水下基站13，并将水下基站13获取的信号数据传输至水面移动基站。光电缆模块12包括相互绑扎的主缆121与光电缆122。主缆121与光电缆122通过绑带18相互绑扎。具体地，光电缆122以松弛的状态绑扎带至张紧的主缆121上，以消除光电缆122与主缆121之间的轴向载荷。主缆121用于固定光电缆122，为光电缆122提供支撑，以保证光电缆122位置固定，避免光电缆122在海流力作用下发生损坏。光电缆122采用光电复合缆。
主缆121与光电缆122上间隔设有浮子19。浮子19为光电缆122在安装和回收过程中提供必要的浮力。具体地，浮子19均匀布置，或者间隔成组布置在主缆121上，以维持光电缆122和主缆121悬浮在海面附近。
主缆121与光电缆122的一端固定于浮筒11上。光电缆122的靠近浮筒的一端设有接头123。接头123用于与水面移动基站上的电源和信号显示器连接，从而实现对水下基站进行供电及信号传输。接头123能够实现光电缆与水面移动基站的快速连接。接头123绑扎至漂浮电缆124上通过浮子19漂浮于水面上，接头123处设有浮子19。浮子19用于使接头123保证浮出在水面上当水面移动基站在位运行时连接至水面移动基站，当水面移动基站撤离时，通过浮子19及漂浮电缆124，可以方便捞起接头123进行连接。具体地，接头123采用防水接头，与接头123连接的光电缆122采用动态光电缆。
水下基站13设于主缆121与光电缆122的另一端。水下基站13用于将海底观测网络与水面移动基站连接，控制电能的传输与分配、信息的转换与传输。水下基站13是整个海底观测系统的电力中枢和信号传输中枢。水下基站13为整个水下观测系统提供电能及信号的前端处理。
本实施方式的自由站立式水下基站支持系统还包括撬装结构131。水下基站13收容于撬装结构131内。
本实施方式的自由站立式水下基站支持系统还包括为水下基站提供电力供应的电池包132。电池包132可以收容于撬装结构131内。
或者，电池包132也可以收容于浮筒11内。电池包132为水下观测系统在应急状态下提供基本的电力供应。
本实施方式的自由站立式水下基站支持系统还包括配重块133。配重块133与水下基站13收容于撬装结构131内。配重块133则为整个装置提供必要的压载力。
水下基站13的电能管理设备、信号处理设备、电池包和配重块均布放在水下基站搭载平台。电能管理设备为水下观测系统提供电能的转换和分配；信号处理设备为水下观测系统提供数据过滤、压缩和传输。
吊装模块14用于整个装置的安装和回收。吊装模块14包括辅助缆15、定位块16、标记缆17。
辅助缆15的一端与水下基站13连接。辅助缆15为吊装钢缆。在水下基站安装和回收过程中，辅助缆15下端连接至水下基站13的吊环，上端连接施工船舶，施工船舶通过辅助缆15提升或下放水下基站13。在非安装和回收状态，辅助缆15平铺于海底，一端连接至水下基站13，另一端连接至定位块16。
定位块16设于辅助缆15的另一端。标记缆17的一端与定位块16连接，另一端也设有浮子19。定位块16用于与标记缆17的一端连接，将标记缆17固定，标记缆17的另一端通过浮子19漂浮在水面上。标记缆17用以提升平铺于水下的辅助缆15。
当水面移动基站撤离的时候，水下基站13利用电池包132为整个水下观测系统提供电能，并对采集的信号进行处理和存储。漂浮电缆124将接头123进行必要的密封保护后，绑扎至浮子19，漂浮于海面，便于水面移动基站复位时快速回接。
并且，上述自由站立式水下基站支持系统保证在水面移动基站撤离后的时候，为水下基站提供持续稳定的电力。光电缆线仍然漂浮在海面上且仍能为水下基站持续供电及信号交互。水面移动基站复位时，光电缆端头与水面移动基站快速连接。
上述自由站立式水下基站支持系统由于水下基站高精度的整体安装和回收，实现了一体回收，提高了上述自由站立式水下基站支持系统的利用率。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (11)
1.一种自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，包括：
浮筒；
光电缆模块，包括相互绑扎的主缆与光电缆，且所述主缆与所述光电缆上间隔设有浮子，所述光电缆模块的一端固定于所述浮筒；
水下基站，设于所述光电缆模块的另一端，所述水下基站提供电力供应和控制信号；及
吊装缆模块，与所述水下基站连接，所述吊装缆模块用于对所述水下基站的安装和回收。
2.根据权利要求1所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述光电缆靠近所述浮筒的一端设有接头，所述接头用于使光电缆与水面移动基站的电力系统和控制系统建立连接通道。
3.根据权利要求2所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述接头为防水接头。
4.根据权利要求1所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述主缆与光电缆间隔设置有多个绑扎件。
5.根据权利要求1所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，还包括撬装结构，所述水下基站收容于所述撬装结构内。
6.根据权利要求5所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，还包括为水下基站提供电力供应的电池包，所述电池包收容于所述撬装结构内，或者，所述电池包收容于所述浮筒内。
7.根据权利要求5所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，还包括配重块，所述配重块与所述水下基站收容于所述撬装结构内。
8.根据权利要求1所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述吊装缆模块包括辅助缆、定位块及标记缆，所述辅助缆的一端与所述水下基站连接，所述定位块设于所述辅助缆的另一端；所述标记缆的一端与所述定位块连接，另一端设有浮子。
9.根据权利要求1所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述浮筒的内部间隔分为多层，每层分给为多个水密舱。
10.根据权利要求9所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述浮筒最下层设有多个压载舱。
11.根据权利要求9所述的自由站立式水下基站支持系统，其特征在于，所述浮筒漂浮于水面以下的深度大于十米，避免了海面附近风浪的影响、减小了流载荷。
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