CN114252062A - 一种海床测距装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及数据测量显示技术领域，尤其涉及一种海床测距装置及其检测方法。海床测距装置包括检测桩，管状的塑料壳体，所述壳体的内侧壁上方相对两侧分别竖直设有第一导电条和第一导电片组，所述壳体内滑动设有中空的检测杆，所述检测杆的下端滑动套设于所述检测桩的外侧壁，上端设有通过导线连通的第一金属片和第二金属片，所述第一金属片与所述第一导电条滑动接触，所述第二金属片与所述第一导电片组滑动接触。本发明检测精确性高，生产成本低，耐海水腐蚀性好，能够动态实时监测海面到海床之间的距离以及海上石油平台甲板的出水高度，确保海上石油平台的使用及施工安全性。

Description

一种海床测距装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及数据测量显示技术领域，尤其涉及一种海床测距装置及其检测方法。

背景技术

随着海上油田的开发，海上石油平台得到了广泛的应用，几乎已经分布在世界的各个海域。海上石油平台一般为桩式平台，是由打入海床的桩柱来支撑整个平台，使其能够经受住海上的风、浪、流等外力作用。

海上石油平台在使用过程中存在以下问题：首先，波浪在传播过程中会在海床上产生显著的动压力，部分海床可能会在动压力下发生失稳现象，海床失稳时，海床上表面的土体随着波浪作用迁移，导致桩柱贯入海床的深度减小，严重影响海上石油平台的使用安全性；其次，海床失稳时有可能产生海床沉降现象，海床沉降会引起海上石油平台整体下沉，导致平台的甲板出水高度不足，当甲板出水高度不足时，海上石油平台受海浪的影响大，稳定性及施工安全性差。因此，在海上石油平台的使用过程中，需要对海床到海面的距离和/或甲板的出水高度进行动态监测，以保证海上油田开发的安全顺利进行。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种海床测距装置，包括检测桩，管状的塑料壳体，所述壳体的内侧壁上方相对两侧分别竖直设有第一导电条和第一导电片组，所述第一导电条连通电源，所述第一导电片组包含竖直等距排列的多个第一导电片，多个所述第一导电片分别连通PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI，所述壳体内滑动设有中空的检测杆，所述检测杆的下端滑动套设于所述检测桩的外侧壁，上端设有通过导线连通的第一金属片和第二金属片，所述第一金属片与所述第一导电条滑动接触，所述第二金属片与所述第一导电片组滑动接触。

优选的，所述检测杆为塑料材质，其下端卡扣连接金属材质的环形底座，所述环形底座滑动套设于所述检测桩的外侧壁，其底面外径为所述检测杆底面外径的二倍以上。

优选的，所述壳体由上至下包括第一圆筒和第二圆筒，所述第一圆筒内侧壁圆周等距设有第一滑槽和第二滑槽，所述第一导电条设于所述第一滑槽内，所述第一导电片组设于所述第二滑槽内，所述检测杆上端可拆卸设有卡箍，所述卡箍上设有与所述第一滑槽相应的第一绝缘滑块以及与所述第二滑槽相应的第二绝缘滑块，所述第一金属片设于所述第一绝缘滑块上，所述第二金属片设于所述第二绝缘滑块上。

优选的，所述第一圆筒的外侧壁上方相对两侧分别竖直设有第二导电条和第二导电片组，所述第二导电条连通电源，所述第二导电片组包含竖直等距排列的多个第二导电片，多个所述第二导电片分别连通所述PLC控制器，所述壳体下方滑动套设浮圈，所述浮圈上端面固定设有与其同轴线的滑动环，所述滑动环的上端面圆周等距设有第一塑料支杆和第二塑料支杆，所述第一塑料支杆上设有第三金属片，所述第二塑料支杆上设有通过导线与所述第三金属片连通的第四金属片，所述第三金属片与所述第二导电条滑动接触，所述第四金属片与所述第二导电片组滑动接触。

优选的，所述第一圆筒外侧壁圆周等距设有第三滑槽和第四滑槽，所述第二导电条设于所述第三滑槽内，所述第二导电片组设于所述第四滑槽内，所述第一塑料支杆的上端面设有与所述第三滑槽相应的第三绝缘滑块，所述第二塑料支杆的上端面设有与所述第四滑槽相应的第四绝缘滑块，所述第三金属片设于所述第三绝缘滑块上，所述第四金属片设于所述第四绝缘滑块上。

优选的，所述壳体还包括第三圆筒和第四圆筒，所述第三圆筒间隔套设于所述第二圆筒的外侧壁，并与其围合形成第一环形空间，所述第一环形空间内设有所述浮圈和所述滑动环，所述第四圆筒间隔套设于所述第一圆筒的外侧壁，并与其围合形成第二环形空间，所述第一环形空间和所述第二环形空间之间设有隔离环，所述隔离环上圆周等距设有两个轴向通孔，所述第一塑料支杆和第二塑料支杆分别密封滑动穿过所述通孔，所述第三绝缘滑块和所述第四绝缘滑块均设于所述第二环形空间内，所述第一环形空间的下端圆周等距设有多个可拆卸的支撑杆。

优选的，所述第二圆筒的内侧壁上下两端分别嵌设第一橡胶密封圈和第二橡胶密封圈；所述滑动环的内侧壁上嵌设第三橡胶密封圈，外侧壁上嵌设第四橡胶密封圈；所述检测杆上端设置密封塞，所述第四圆筒上端设置密封盖，所述隔离环的上端面设有环形的防尘槽，所述防尘槽的内径大于所述第四圆筒的外径，所述防尘槽的下端面圆周等距设有多个连通所述第一环形空间的气孔，所述防尘槽内设有防尘网。

优选的，所述第一圆筒的上端面设有干燥剂放置槽，所述干燥剂放置槽内放置干燥剂，所述干燥剂放置槽的侧壁上分别设有连通所述第一圆筒内腔的第一干燥孔，和连通所述第二环形空间的第二干燥孔，所述第二环形空间内设有湿度检测仪，所述湿度检测仪连接PLC控制器。

优选的，所述浮圈包括浮圈本体，所述浮圈本体的内侧壁和外侧壁均设有环形凹槽，所述环形凹槽圆周等距设有多个竖直的固定杆，环形的滚轮架固定于多个所述固定杆上，所述滚轮架的上下两端对称设有滚轮，所述滚轮圆周等距设有多个，并滚动抵接所述第二圆筒的外侧壁或第三圆筒的内侧壁；所述第三橡胶密封圈和第四橡胶密封圈均包含上下两个环形的密封凸缘，所述密封凸缘滑动抵接所述第二圆筒的外侧壁或第三圆筒的内侧壁。

本发明提供了一种海床测距装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI记录初始状态下海面到海床之间的初始距离H₀，以及海面到甲板之间的初始出水高度H₀’，将多个第一导电片由上至下依次标记为X₁,X₂,X₃,……，X_n，同时记录相邻两个第一导电片之间的距离h；将多个第二导电片由下至上依次标记为Y₁，Y₂，Y₃，……，Y_m，同时记录相邻两个第二导电片之间的距离h’； n和m均为自然数；初始状态下，第二金属片与第一导电片X₁接触，第四金属片与第二导电片Y₁接触；

步骤S200、开启电源，向第一导电条和第二导电条内通电，电流依次通过第一导电条、第一金属片和第二金属片传导给第一导电片X₁，第一导电片X₁将电信号输送给PLC控制器，电流依次通过第二导电条、第三金属片和第四金属片传导给第二导电片Y₁，第二导电片Y₁将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI；

步骤S300、当海床受到冲刷时，土体发生位移，检测桩裸露出海床的部分增加，检测杆沿检测桩下移，带动第一金属片和第二金属片下移至新的位置，该位置处的第二金属片与第一导电片X_n接触，此时电流依次通过第一导电条、第一金属片和第二金属片传导给第一导电片X_n，第一导电片X_n将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到海床之间的实际距离H₁，计算公式为：H₁=H₀+（n-1）h；

步骤S400、当海床整体下陷时，甲板的出水高度减小，浮圈和滑动环上移，带动第三金属片和第四金属片上移至新的位置，该位置处的第四金属片与第二导电片Y_m接触，此时电流依次通过第二导电条、第三金属片和第四金属片传导给第二导电片Y_m，第二导电片Y_m将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到甲板之间的实际出水高度H₁’，计算公式为：H₁’=H₀’-（m-1）h’。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

1、本发明能够动态实时监测海面到海床之间的距离，确保海上石油平台的使用安全性；

2、本发明能够动态实时监测海面到甲板之间的出水高度，确保海上石油平台的施工稳定性及安全性；

3、本发明的主体材料均采用绝缘性和耐海水腐蚀性好的塑料材质，通过内置导电元件对检测杆和浮圈的位置进行动态追踪，检测的准确性高，同时降低了生产成本，提高了设备的使用安全性和使用寿命；

4、各导电元件均设置在密封的干燥环境中，进一步提高了其使用安全性和使用寿命；

5、在进行出水高度检测时，气孔和防尘网形成了缓冲结构，能够有效消除海浪临时波动对检测结果产生的影响，进一步提高检测的稳定性和精确性；

6、浮圈和滑动环采用了低滑动阻力设计，提高了检测的灵敏性；

综上所述，本发明提供的海床测距装置，检测精确性高，生产成本低，耐海水腐蚀性好，能够动态实时监测海面到海床之间的距离以及海上石油平台甲板的出水高度，确保海上石油平台的使用及施工安全性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的爆炸视图；

图3为壳体的结构示意图；

图4为壳体的立体剖视图；

图5为卡箍的结构示意图；

图6为滑动环的结构示意图；

图7为浮圈的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体，11、第一圆筒，111、第一滑槽，112、第二滑槽， 113、第一导电条，114、第一导电片组，115、第三滑槽，116、第四滑槽，117、第二导电条，118、第二导电片组，12、第二圆筒，121、第一橡胶密封圈，122、第二橡胶密封圈，13、第三圆筒，14、第四圆筒，15、第一环形空间，16、第二环形空间，17、隔离环，171、通孔，172、防尘槽，173、气孔，174、防尘网，18、支撑杆，19、干燥剂放置槽，191、第一干燥孔，192、第二干燥孔，2、检测杆，21、卡箍，211、第一绝缘滑块，212、第二绝缘滑块， 213、第一金属片，214、第二金属片，22、环形底座，23、密封塞，3、浮圈、31、浮圈本体，32、环形凹槽，33、固定杆，34、滚轮架，35、滚轮，4、滑动环，41、第一塑料支杆，411、第三绝缘滑块，412、第三金属片，42、第二塑料支杆，421、第四绝缘滑块，422、第四金属片，43、第三橡胶密封圈，44、第四橡胶密封圈，5、密封盖，6、检测桩。

具体实施方式

下面结合附图及实施例描述本发明具体实施方式：

需要说明的是，本说明书所附图中示意的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

结合附图1-5，本实施例提供了一种海床测距装置，包括检测桩6，管状的塑料壳体1，所述壳体1的内侧壁上方相对两侧分别竖直设有第一导电条113和第一导电片组114，所述第一导电条113连通电源，所述第一导电片组114包含竖直等距排列的多个第一导电片，多个所述第一导电片分别连通PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI，所述壳体1内滑动设有中空的检测杆2，所述检测杆2的下端滑动套设于所述检测桩6的外侧壁，上端设有通过导线连通的第一金属片213和第二金属片214，所述第一金属片213与所述第一导电条113滑动接触，所述第二金属片214与所述第一导电片组114滑动接触。上述技术方案中，壳体1采用塑料材质，塑料具有优异的绝缘性和耐海水腐蚀性，既提高了设备的使用安全性，又延长了其使用寿命，而且塑料价格低廉，大大降低了生产成本。

如图1和图2所示，所述检测杆2为塑料材质，其下端卡扣连接金属材质的环形底座22，所述环形底座22滑动套设于所述检测桩6的外侧壁，其底面外径为所述检测杆2底面外径的二倍以上。上述技术方案中，卡扣连接为现有技术中的常用连接方式，包括但不限于本实施例中所采用的，在检测杆2下端面设置卡勾，在环形底座22上设置卡槽，通过压力将二者卡接为一体的方式。环形底座22为金属材质，可以依靠自重沉降于海床上，同时环形底座22具有较大的底面积，可以稳定的坐落于海床的上表面，避免了检测杆2直接与海床接触时，由于局部压强过大而插入海床内的情况，提高了测量的准确性。检测杆2同样采用塑料材质，其有益效果与壳体1相同。

如图3所示，所述壳体1由上至下包括第一圆筒11和第二圆筒12，所述第一圆筒11内侧壁圆周等距设有第一滑槽111和第二滑槽112，所述第一导电条113设于所述第一滑槽111内，所述第一导电片组114设于所述第二滑槽112内，如图2和图5所示，所述检测杆2上端可拆卸设有卡箍21，所述卡箍21上设有与所述第一滑槽111相应的第一绝缘滑块211以及与所述第二滑槽112相应的第二绝缘滑块212，所述第一金属片213设于所述第一绝缘滑块211上，所述第二金属片214设于所述第二绝缘滑块212上。上述技术方案中，将壳体1划分为上下两部分，上部的第一圆筒11始终位于海面以上，下部的第二圆筒12部分插入海面以下，第一圆筒11上设置的第一滑槽111和第二滑槽112，与卡箍21上的第一绝缘滑块211和第二绝缘滑块212相配合，可以引导检测杆2稳定移动，防止检测杆2产生周向滑转。卡箍21与检测杆2可拆卸连接，可以根据安装时甲板与海床之间的距离选择适宜长度的检测杆2，提高了安装的灵活性。

本实施例中海床测距装置的安装过程如下：先将检测桩6的下半部压入海床内，然后将环形底座22套设于检测桩6的上半部，环形底座22沿检测桩6自然滑落于海床的上表面；将壳体1贯穿固定在海上石油平台的甲板上，其上端延伸至甲板之上，下端没入海面以下；放置检测杆2，使检测杆2穿过壳体1后套设于检测桩6的上半部，下压检测杆2，使其在压力作用下与环形底座22卡接为一体；将第一导电条113连接电源，第一导电片组114连接PLC控制器。

本实施例中海床测距装置的检测过程如下：

海床测距装置安装完成后，通过HMI记录海面到海床之间的初始距离H₀，将多个第一导电片由上至下依次标记为X₁,X₂,X₃,……，X_n，同时记录相邻两个第一导电片之间的距离h；n为自然数；

初始状态下，第二金属片214与第一导电片X₁接触，开启电源，向第一导电条113内通电，电流依次通过第一导电条113、第一金属片213和第二金属片214传导给第一导电片X₁，第一导电片X₁将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI；

当海床受到冲刷时，土体发生位移，检测桩6裸露出海床的部分增加，检测杆2沿检测桩6下移，带动第一金属片213和第二金属片214下移至新的位置，该位置处的第二金属片214与第一导电片X_n接触，此时电流依次通过第一导电条113、第一金属片213和第二金属片214传导给第一导电片X_n，第一导电片X_n将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到海床之间的实际距离H₁，计算公式为：H₁=H₀+（n-1）h。

实施例2

结合附图1-7，本实施例提供了一种海床测距装置，以实施例1为基础，增设了甲板出水高度检测功能，具体技术方案如下，

所述第一圆筒11的外侧壁上方相对两侧分别竖直设有第二导电条117和第二导电片组118，所述第二导电条117连通电源，所述第二导电片组118包含竖直等距排列的多个第二导电片，多个所述第二导电片分别连通PLC控制器，所述壳体1下方滑动套设浮圈3，所述浮圈3上端面固定设有与其同轴线的滑动环4，所述滑动环4的上端面圆周等距设有第一塑料支杆41和第二塑料支杆42，所述第一塑料支杆41上设有第三金属片412，所述第二塑料支杆42上设有通过导线与所述第三金属片412连通的第四金属片422，所述第三金属片412与所述第二导电条117滑动接触，所述第四金属片422与所述第二导电片组118滑动接触。

如图3所示，所述第一圆筒11外侧壁圆周等距设有第三滑槽115和第四滑槽116，所述第二导电条117设于所述第三滑槽115内，所述第二导电片组118设于所述第四滑槽116内，如图6所示，所述第一塑料支杆41的上端面设有与所述第三滑槽115相应的第三绝缘滑块411，所述第二塑料支杆42的上端面设有与所述第四滑槽116相应的第四绝缘滑块421，所述第三金属片412设于所述第三绝缘滑块411上，所述第四金属片422设于所述第四绝缘滑块421上。上述技术方案中，第一圆筒11上设置的第三滑槽115与第一塑料支杆41上的第三绝缘滑块411相配合，第一圆筒11上设置的第四滑槽116与第二塑料支杆42上设置的第四绝缘滑块421相配合，可以引导滑动环4稳定移动，防止滑动环4产生周向滑转。

如图3所示，所述壳体1还包括第三圆筒13和第四圆筒14，所述第三圆筒13间隔套设于所述第二圆筒12的外侧壁，并与其围合形成第一环形空间15，所述第一环形空间15内设有所述浮圈3和所述滑动环4，所述第四圆筒14间隔套设于所述第一圆筒11的外侧壁，并与其围合形成第二环形空间16，所述第一环形空间15和所述第二环形空间16之间设有隔离环17，所述隔离环17上圆周等距设有两个轴向通孔171，所述第一塑料支杆41和第二塑料支杆42分别密封滑动穿过所述通孔171，所述第三绝缘滑块411和所述第四绝缘滑块421均设于所述第二环形空间16内，所述第一环形空间15的下端圆周等距设有多个可拆卸的支撑杆18。上述技术方案中，第三圆筒13和第四圆筒14形成了一个保护外壳，一方面使海水只能从底部进入第一环形空间15内将浮圈3托起，大幅度降低海面上的波浪起伏对浮圈3产生的不利影响，进一步提高了检测的准确定；另一方面避免了第二导电条117和第二导电片组118因裸露于外界环境中而受到侵蚀，提高了设备的使用安全性和使用寿命。多个支撑杆18可以将浮圈3限定在第一环形空间15内，避免浮圈3受到意外碰撞脱离第一环形空间15，支撑杆18可拆卸连接，有利于浮圈3以及滑动环4的安装和更换。

本实施例中海床测距装置对甲板出水高度的检测过程如下：

海床测距装置安装完成后，通过HMI记录海面到甲板之间的初始出水高度H₀’，将多个第二导电片由下至上依次标记为Y₁，Y₂，Y₃，……，Y_m，同时记录相邻两个第二导电片之间的距离h’；m为自然数；

初始状态下，第四金属片422与第二导电片Y₁接触，开启电源，向第二导电条117内通电，电流依次通过第二导电条117、第三金属片412和第四金属片422传导给第二导电片Y₁，第二导电片Y₁将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI；

当海床整体下陷时，甲板的出水高度减小，浮圈3和滑动环4上移，带动第三金属片412和第四金属片422上移至新的位置，该位置处的第四金属片422与第二导电片Y_m接触，此时电流依次通过第二导电条117、第三金属片412和第四金属片422传导给第二导电片Y_m，第二导电片Y_m将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到甲板之间的实际出水高度H₁’，计算公式为：H₁’=H₀’-（m-1）h’。

实施例3

本实施例提供了一种海床测距装置，以实施例2为基础，增设了密封结构，对电子元件进行防潮防尘保护，具体技术方案如下，

如图3和图4所示，所述第二圆筒12的内侧壁上下两端分别嵌设第一橡胶密封圈121和第二橡胶密封圈122；所述滑动环4的内侧壁上嵌设第三橡胶密封圈43，外侧壁上嵌设第四橡胶密封圈44；所述检测杆2上端设置密封塞23，所述第四圆筒14上端设置密封盖5，所述隔离环17的上端面设有环形的防尘槽172，所述防尘槽172的内径大于所述第四圆筒14的外径，所述防尘槽172的下端面圆周等距设有多个连通所述第一环形空间15的气孔173，所述气孔173的孔径优选为1-2mm，所述防尘槽172内设有防尘网174。

上述技术方案中，密封塞23可以阻隔检测杆2内腔中的海水及湿气，密封盖5可以阻隔甲板上方环境中的湿气，第二圆筒12上的第一橡胶密封圈121和第二橡胶密封圈122可以充分阻隔海水及湿气侵入第一圆筒11的内腔中，滑动环4上的第三橡胶密封圈43和第四橡胶密封圈44可以阻隔海水和湿气侵入滑动环4上方的第一环形空间15内，配合密封穿过隔离环17的第一塑料支杆41和第二塑料支杆42，可以进一步阻止湿气进入第二环形空间16内。充分保护了第一圆筒11内腔和第二环形空间16内的导电元件不受湿气侵蚀。

此外，在隔离环17上设置气孔173和防尘网174，可以使第一环形空间15与外界环境的大气压互通，避免憋压导致浮圈3无法上浮，另一方面气孔173和防尘网174的孔径远小于第一环形空间15的容积，在第一环形空间15和外界环境进行气流互通时能够起到缓冲效果，例如，当浮圈3上升时，第一环形空间15的容积减小，气体需要向外界环境中溢出，由于气孔173和防尘网174的阻隔作用，使溢出速度大大减缓，若该浮力只是由海浪临时波动引起的，则在浮圈3抵抗由气孔173和防尘网174产生的上浮阻力的过程中，海浪波动已经平息，浮圈3上的临时浮力消失，仍位于初始位置，该特性可以有效消除海浪临时波动对检测结果产生的影响。

如图3及图4所示，所述第一圆筒11的上端面设有干燥剂放置槽19，所述干燥剂放置槽19内放置干燥剂，所述干燥剂放置槽19的侧壁上分别设有连通所述第一圆筒11内腔的第一干燥孔191，和连通所述第二环形空间16的第二干燥孔192，所述第二环形空间16内设有湿度检测仪（图中未示出），所述湿度检测仪连接PLC控制器。上述技术方案中，干燥剂放置槽19上的第一干燥孔191和第二干燥孔192使第一圆筒11和第二环形空间16之间的空间互通，干燥剂可以同时吸收第一圆筒11内腔和第二环形空间16内的湿气，进一步保护各导电元件，增加其使用寿命，湿度检测仪可以实时检测第二环形空间16以及与其互通的第一圆筒11内腔中的湿度值，干燥剂在使用时，先将其放入干燥剂包装袋中，然后再放入干燥剂放置槽19内，这样既可以避免干燥剂飞散，又便于对干燥剂进行定期更换。

本发明中的电子元件指第一导电条113、第一导电片组114、第二导电条117、第二导电片组118、第一金属片213、第二金属片214、第三金属片412、第四金属片422及导线等参与电流传输的元件。

实施例4

本实施例提供了一种海床测距装置，以实施例3为基础进行结构优化，降低了浮圈3和滑动环4的滑动阻力，具体技术方案如下，

如图7所示，所述浮圈3包括浮圈本体31，所述浮圈本体31的内侧壁和外侧壁均设有环形凹槽32，所述环形凹槽32圆周等距设有多个竖直的固定杆33，环形的滚轮架34固定于多个所述固定杆33上，所述滚轮架34的上下两端对称设有滚轮35，所述滚轮35圆周等距设有多个，并滚动抵接所述第二圆筒12的外侧壁或第三圆筒13的内侧壁；如图6所示，所述第三橡胶密封圈43和第四橡胶密封圈44均包含上下两个环形的密封凸缘，所述密封凸缘滑动抵接所述第二圆筒12的外侧壁或第三圆筒13的内侧壁。

实施例5

本实施例提供了一种海床测距装置的检测方法，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI记录初始状态下海面到海床之间的初始距离H₀，以及海面到甲板之间的初始出水高度H₀’，将多个第一导电片由上至下依次标记为X₁,X₂,X₃,……，X_n，同时记录相邻两个第一导电片之间的距离h；将多个第二导电片由下至上依次标记为Y₁，Y₂，Y₃，……，Y_m，同时记录相邻两个第二导电片之间的距离h’； n和m均为自然数；初始状态下，第二金属片214与第一导电片X₁接触，第四金属片422与第二导电片Y₁接触；

步骤S200、开启电源，向第一导电条113和第二导电条117内通电，电流依次通过第一导电条113、第一金属片213和第二金属片214传导给第一导电片X₁，第一导电片X₁将电信号输送给PLC控制器，电流依次通过第二导电条117、第三金属片412和第四金属片422传导给第二导电片Y₁，第二导电片Y₁将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI；

步骤S300、当海床受到冲刷时，土体发生位移，检测桩6裸露出海床的部分增加，检测杆2沿检测桩6下移，带动第一金属片213和第二金属片214下移至新的位置，该位置处的第二金属片214与第一导电片X_n接触，此时电流依次通过第一导电条113、第一金属片213和第二金属片214传导给第一导电片X_n，第一导电片X_n将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到海床之间的实际距离H₁，计算公式为：H₁=H₀+（n-1）h；

步骤S400、当海床整体下陷时，甲板的出水高度减小，浮圈3和滑动环4上移，带动第三金属片412和第四金属片422上移至新的位置，该位置处的第四金属片422与第二导电片Y_m接触，此时电流依次通过第二导电条117、第三金属片412和第四金属片422传导给第二导电片Y_m，第二导电片Y_m将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到甲板之间的实际出水高度H₁’，计算公式为：H₁’=H₀’-（m-1）h’。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种海床测距装置，包括检测桩（6），其特征在于，还包括管状的塑料壳体（1），所述壳体（1）的内侧壁上方相对两侧分别竖直设有第一导电条（113）和第一导电片组（114），所述第一导电条（113）连通电源，所述第一导电片组（114）包含竖直等距排列的多个第一导电片，多个所述第一导电片分别连通PLC控制器，所述PLC控制器连接HMI，所述壳体（1）内滑动设有中空的检测杆（2），所述检测杆（2）的下端滑动套设于所述检测桩（6）的外侧壁，上端设有通过导线连通的第一金属片（213）和第二金属片（214），所述第一金属片（213）与所述第一导电条（113）滑动接触，所述第二金属片（214）与所述第一导电片组（114）滑动接触。

2.根据权利要求1所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述检测杆（2）为塑料材质，其下端卡扣连接金属材质的环形底座（22），所述环形底座（22）滑动套设于所述检测桩（6）的外侧壁，其底面外径为所述检测杆（2）底面外径的二倍以上。

3.根据权利要求2所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述壳体（1）由上至下包括第一圆筒（11）和第二圆筒（12），所述第一圆筒（11）内侧壁圆周等距设有第一滑槽（111）和第二滑槽（112），所述第一导电条（113）设于所述第一滑槽（111）内，所述第一导电片组（114）设于所述第二滑槽（112）内，所述检测杆（2）上端可拆卸设有卡箍（21），所述卡箍（21）上设有与所述第一滑槽（111）相应的第一绝缘滑块（211）以及与所述第二滑槽（112）相应的第二绝缘滑块（212），所述第一金属片（213）设于所述第一绝缘滑块（211）上，所述第二金属片（214）设于所述第二绝缘滑块（212）上。

4.根据权利要求3所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述第一圆筒（11）的外侧壁上方相对两侧分别竖直设有第二导电条（117）和第二导电片组（118），所述第二导电条（117）连通电源，所述第二导电片组（118）包含竖直等距排列的多个第二导电片，多个所述第二导电片分别连通所述PLC控制器，所述壳体（1）下方滑动套设浮圈（3），所述浮圈（3）上端面固定设有与其同轴线的滑动环（4），所述滑动环（4）的上端面圆周等距设有第一塑料支杆（41）和第二塑料支杆（42），所述第一塑料支杆（41）上设有第三金属片（412），所述第二塑料支杆（42）上设有通过导线与所述第三金属片（412）连通的第四金属片（422），所述第三金属片（412）与所述第二导电条（117）滑动接触，所述第四金属片（422）与所述第二导电片组（118）滑动接触。

5.根据权利要求4所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述第一圆筒（11）外侧壁圆周等距设有第三滑槽（115）和第四滑槽（116），所述第二导电条（117）设于所述第三滑槽（115）内，所述第二导电片组（118）设于所述第四滑槽（116）内，所述第一塑料支杆（41）的上端面设有与所述第三滑槽（115）相应的第三绝缘滑块（411），所述第二塑料支杆（42）的上端面设有与所述第四滑槽（116）相应的第四绝缘滑块（421），所述第三金属片（412）设于所述第三绝缘滑块（411）上，所述第四金属片（422）设于所述第四绝缘滑块（421）上。

6.根据权利要求5所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述壳体（1）还包括第三圆筒（13）和第四圆筒（14），所述第三圆筒（13）间隔套设于所述第二圆筒（12）的外侧壁，并与其围合形成第一环形空间（15），所述第一环形空间（15）内设有所述浮圈（3）和所述滑动环（4），所述第四圆筒（14）间隔套设于所述第一圆筒（11）的外侧壁，并与其围合形成第二环形空间（16），所述第一环形空间（15）和所述第二环形空间（16）之间设有隔离环（17），所述隔离环（17）上圆周等距设有两个轴向通孔（171），所述第一塑料支杆（41）和第二塑料支杆（42）分别密封滑动穿过所述通孔（171），所述第三绝缘滑块（411）和所述第四绝缘滑块（421）均设于所述第二环形空间（16）内，所述第一环形空间（15）的下端圆周等距设有多个可拆卸的支撑杆（18）。

7.根据权利要求6所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述第二圆筒（12）的内侧壁上下两端分别嵌设第一橡胶密封圈（121）和第二橡胶密封圈（122）；所述滑动环（4）的内侧壁上嵌设第三橡胶密封圈（43），外侧壁上嵌设第四橡胶密封圈（44）；所述检测杆（2）上端设置密封塞（23），所述第四圆筒（14）上端设置密封盖（5），所述隔离环（17）的上端面设有环形的防尘槽（172），所述防尘槽（172）的内径大于所述第四圆筒（14）的外径，所述防尘槽（172）的下端面圆周等距设有多个连通所述第一环形空间（15）的气孔（173），所述防尘槽（172）内设有防尘网（174）。

8.根据权利要求7所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述第一圆筒（11）的上端面设有干燥剂放置槽（19），所述干燥剂放置槽（19）内放置干燥剂，所述干燥剂放置槽（19）的侧壁上分别设有连通所述第一圆筒（11）内腔的第一干燥孔（191），和连通所述第二环形空间（16）的第二干燥孔（192），所述第二环形空间（16）内设有湿度检测仪，所述湿度检测仪连接PLC控制器。

9.根据权利要求8所述的一种海床测距装置，其特征在于，所述浮圈（3）包括浮圈本体（31），所述浮圈本体（31）的内侧壁和外侧壁均设有环形凹槽（32），所述环形凹槽（32）圆周等距设有多个竖直的固定杆（33），环形的滚轮架（34）固定于多个所述固定杆（33）上，所述滚轮架（34）的上下两端对称设有滚轮（35），所述滚轮（35）圆周等距设有多个，并滚动抵接所述第二圆筒（12）的外侧壁或第三圆筒（13）的内侧壁；所述第三橡胶密封圈（43）和第四橡胶密封圈（44）均包含上下两个环形的密封凸缘，所述密封凸缘滑动抵接所述第二圆筒（12）的外侧壁或第三圆筒（13）的内侧壁。

10.根据权利要求9所述的一种海床测距装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S100、通过HMI记录初始状态下海面到海床之间的初始距离H₀，以及海面到甲板之间的初始出水高度H₀’，将多个第一导电片由上至下依次标记为X₁,X₂,X₃,……，X_n，同时记录相邻两个第一导电片之间的距离h；将多个第二导电片由下至上依次标记为Y₁，Y₂，Y₃，……，Y_m，同时记录相邻两个第二导电片之间的距离h’；n和m均为自然数；初始状态下，第二金属片（214）与第一导电片X₁接触，第四金属片（422）与第二导电片Y₁接触；

步骤S200、开启电源，向第一导电条（113）和第二导电条（117）内通电，电流依次通过第一导电条（113）、第一金属片（213）和第二金属片（214）传导给第一导电片X₁，第一导电片X₁将电信号输送给PLC控制器，电流依次通过第二导电条（117）、第三金属片（412）和第四金属片（422）传导给第二导电片Y₁，第二导电片Y₁将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI；

步骤S300、当海床受到冲刷时，土体发生位移，检测桩（6）裸露出海床的部分增加，检测杆（2）沿检测桩（6）下移，带动第一金属片（213）和第二金属片（214）下移至新的位置，该位置处的第二金属片（214）与第一导电片X_n接触，此时电流依次通过第一导电条（113）、第一金属片（213）和第二金属片（214）传导给第一导电片X_n，第一导电片X_n将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到海床之间的实际距离H₁，计算公式为：H₁=H₀+（n-1）h；

步骤S400、当海床整体下陷时，甲板的出水高度减小，浮圈（3）和滑动环（4）上移，带动第三金属片（412）和第四金属片（422）上移至新的位置，该位置处的第四金属片（422）与第二导电片Y_m接触，此时电流依次通过第二导电条（117）、第三金属片（412）和第四金属片（422）传导给第二导电片Y_m，第二导电片Y_m将电信号输送给PLC控制器，PLC控制器将电信号输送到HMI，通过HMI进行数据计算处理，得到海面到甲板之间的实际出水高度H₁’，计算公式为：H₁’=H₀’-（m-1）h’。

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