CN114954860A - 一种大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法，探头井阵列化设置，探头井内设安装底座，将探头设于安装底座上，配合探头井和安装底座间设有防反装单元和平整度调节单元，配合探头设电缆；任一探头设于安装底座，通过防反装单元和平整度调节单元配合设于对应的探头井内，将一端连接探头的电缆的另一端置于探头井外；探头井浇灌成型并完成所有的探头配置后，在水下将探头井排列为阵列，对应设置过线槽；将对应过线槽的探头的电缆置于过线槽内。本发明解决探头在水下安装过程中的实际问题，使水下探头矩阵的安装简便、高效、具备扩展性，可有效改善探头水下安装操作，极大程度减小操作人员的操作强度和入水时间，提高水下施工效率。

Description

一种大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法

技术领域

本发明涉及测量；测试的技术领域，特别涉及一种水下磁测领域的大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法。

背景技术

大平面测磁系统主要用于测试被测目标本体的磁场分布特征，并为消磁作业提供补偿依据。测磁系统通常按照一定的平面范围进行布设，探头按照等间隔的距离进行定点安装，在消磁作业前，测磁系统获取到被测目标的具体磁场分布图并反馈至操作中心，指导消磁线圈的充电参数，形成符合磁场特征分布的反向抵消磁场，消除被测目标本身的磁场特征，接着测磁系统再次获取消磁作业后的磁场分布图以检验消磁效果，并针对性产生反向抵消磁场，继续消除不满足要求的区域，反复重复上述过程直至满足要求。

测磁系统的核心单元为矢量磁通门磁力仪探头，可以获取到三个正交方向的轴向分量磁场，单个矢量磁力仪探头（简称：探头）可以获取到单点的矢量磁场数据，多个探头在同一平面按照等间隔且同方向布置后，可以组成探头矩阵，能够获取到平面上的矢量磁场分布图。为了实现上述目的，需要将探头按照一定要求布置在水下，形成规则的探头矩阵。

通常情况下，探头被布置在距离海平面20～30m的海床上，设计过程中需考虑安装便捷、水下浪涌、泥沙沉积、设备防松动等要素；具体来说，操作人员需下潜到几十米的水下进行探头安装，笨重的潜水装置将严重阻碍人员的活动，因此安装工作需便捷简单，避免容易出错的技术性操作；而海洋的潮汐、洋流和浪涌会导致水下环境复杂多变，探头需抵抗上述影响，确保状态稳定；海底微生物及泥沙流动的影响，会随着时间的累积而累积，水下探头需克服上述情况。

因此，测磁系统的探头在水下安装时，需解决上述已知的难题，重点是提出解决上述难题的装置和方法，使测磁系统的功能得以实现。

发明内容

本发明解决了现有技术中存在的问题，提供了一种大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法，可实现测磁系统的探头在水下安装及固定工作，使测磁系统的探头在水下的布局工作得以实现。

本发明所采用的技术方案是，一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，所述装置包括阵列化设置的探头井，任一所述探头井内设有安装底座，所述探头设于安装底座上；

配合所述探头井和安装底座间设有防反装单元和平整度调节单元；

配合所述探头设有电缆。

优选地，所述防反装单元包括配合安装底座竖直设置的至少2个通孔，配合任一通孔贯穿设有支撑桩；所述通孔中至少2个不以安装底座的轴心对称。

优选地，所述安装底座配合设有3个通孔。

优选地，平整度调节单元包括设于任一所述支撑桩底部的凸台，所述安装底座设于凸台上。

优选地，安装底座上的所述支撑桩设有销孔，配合任一销孔设有插销。

优选地，配合任一所述探头井设有井盖，所述井盖上设有过线孔，所述电缆贯穿对应的过线孔朝外设置。

优选地，任一所述井盖上设有螺孔，配合所述螺孔设有螺母，所述螺孔外的井盖上和螺母间设有锁紧环，所述电缆贯穿锁紧环设置。

优选地，任一井盖上设有若干把手。

优选地，任一行或任一列探头井外配合设有过线槽，对应所述过线槽的探头的电缆设于过线槽内。

一种大平面测磁系统的探头水下安装装置的安装方法，所述方法包括以下步骤：

S1 将若干探头井浇灌成型；

S2 对于任一探头，将其设置于安装底座上，并通过防反装单元和平整度调节单元配合设置于对应的探头井内，将一端连接探头的电缆的另一端置于探头井外；

S3 完成所有的探头配置后，进行水下作业，将若干探头井排列为阵列，对应每一行或每一列设置过线槽；

S4 将对应过线槽的探头的电缆置于过线槽内；完成。

本发明的理论依据为，探头安装在水下底座上，若探头本体直接处于流动的海水中，则会在潮汐、洋流、浪涌的影响下处于海水的冲击中，这会导致探头无法保证自身的稳定，海上冲击导致的振动或摆动反映到磁场测试中，会使接收的磁数据产生测量异常，异常值来自于探头状态改变而非磁目标体，这将影响整个系统的测量精度；

本发明采用探头井的结构，基于井的原理，井的外壁接触海水，可以吸收掉海水的冲击影响，井的内腔的大部分处于封闭状态，最大程度不受外界的影响，只通过少量内腔空间连接外侧，达到连通外界的能力；而考虑到水下作业的能见度小、活动范围受限、局限性大，因此采用非对称性防反装（防呆）、模块式方法进行安装，可以使作业操作简单化。

基于理论依据，本发明提出一种大平面测磁系统的探头水下安装装置及安装方法，装置包括阵列化设置的探头井，任一探头井内设有安装底座，将探头设于安装底座上，配合探头井和安装底座间设有防反装单元和平整度调节单元，配合探头设有电缆；任一探头设置于安装底座上，通过防反装单元和平整度调节单元配合设置于对应的探头井内，将一端连接探头的电缆的另一端置于探头井外；将探头井浇灌成型并完成所有的探头配置后，在水下将探头井排列为阵列，对应每一行或每一列设置过线槽；将对应过线槽的探头的电缆置于过线槽内。

本发明的有益效果在于：

（1）为每一个探头设计一个探头井，将探头安装在探头井内，并在井口配套预留过线孔的井盖，使探头井内部不受外界海水冲击的影响和泥沙覆盖的影响；

（2）安装底座采用防插错设计，通孔和支撑桩的匹配关系具备方向唯一性，插上即对上，并含有防松动螺栓，防止探头松动；

（3）凸台设计使安装底座下方悬空，消除泥沙杂物对探头平整度的影响；

（4）采用模块化设计，预先浇灌成型，再下水搭建，降低水下作业的难度；

（5）针对性解决探头在水下安装过程中的实际问题，使水下探头矩阵的安装简便、高效、具备扩展性，可有效改善探头水下安装操作，极大程度减小操作人员的操作强度和入水时间，提高水下施工效率。

附图说明

图1为本发明的爆炸图结构示意图；

图2为本发明的探头井的水下安装的结构示意图；

图3为本发明中安装底座的示意图；

图4为本发明的探头井成阵列搭建的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细描述，但本发明的保护范围并不限于此。

本发明涉及一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，所述装置包括阵列化设置的探头井9，任一所述探头井9内设有安装底座6，所述探头20设于安装底座6上；

配合所述探头井9和安装底座6间设有防反装单元和平整度调节单元；

配合所述探头20设有电缆5。

本发明中，以探头井9的本体作为防浪涌的核心部件，探头20安装在腔体内径90cm、深度80cm的探头井9内，井口配套一个密度大于海水、无磁性、带把手18、19、预留过线孔3、耐腐蚀的环氧板盖，使探头井9的内腔体内的海水处于静止状态，不随外界海水的流动而流动，从而使探头井9的腔体内部的探头20处于稳定状态。

本发明中，探头20被安装在探头井9内的安装底座6上，通过探头20的底座的三个固定孔14、15、16通过M4×20的无磁钛合金螺钉21、22、23固定在安装底座6上，安装底座6由密度大于海水、无磁性、耐腐蚀、厚度为5cm的环氧板制作。

所述防反装单元包括配合安装底座6竖直设置的至少2个通孔7、8、17，配合任一通孔7、8、17贯穿设有支撑桩11、13、25；所述通孔7、8、17中至少2个不以安装底座6的轴心对称。

所述安装底座6配合设有3个通孔7、8、17。

本发明中，防反装单元主要起到防装反、防呆设计的作用。

本发明中，以在安装底座6上预留3个通孔7、8、17为例，3个通孔7、8、17的角度不对称，或是3个通孔7、8、17顺次连接后的图形与安装底座6非同心，进而此3个通孔7、8、17与设置在探头井9底部的三个支撑桩11、13、25安装位置的匹配具备唯一性，装入即正确，不用刻意识别方位。

平整度调节单元包括设于任一所述支撑桩11、13、25底部的凸台，所述安装底座6设于凸台上。

安装底座6上的所述支撑桩11、13、25设有销孔，配合任一销孔设有插销10、12、24。

本发明中，平整度调节是指探头20应当处于平衡的位置，故在支撑桩11、13、25底部设置凸台，凸台的下端尺寸为Φ15cm×10cm（外径×高），支撑桩11、13、25上端尺寸为Φ10cm×10cm（外径×高），通孔7、8、17（内径尺寸Φ11cm）嵌入到支撑桩11、13、25时，安装底座6被支撑桩11、13、25的凸台顶起，使得安装底座6整体距离探头井9的井底有一定空隙，一般为10cm，探头20以支撑桩11、13、25的凸台为基准保持平整；少量泥沙杂物会落入井底空隙中不会影响探头20安装的平整度。

本发明中，在支撑桩11、13、25的上部配套防松动的销孔，通过插销10、12、24进行限位后，可防止探头20松动被拉起，同样起到探头20的平整度调节的功能。

配合任一所述探头井9设有井盖4，所述井盖4上设有过线孔3，所述电缆5贯穿对应的过线孔3朝外设置。

任一井盖4上设有若干把手18、19。

本发明中，在井盖4上设置过线孔3，用于穿过电缆5；同时设置若干把手18、19，用于井盖4的启闭。

任一所述井盖4上设有螺孔2，配合所述螺孔2设有螺母，所述螺孔2外的井盖4上和螺母间设有锁紧环1，所述电缆5贯穿锁紧环1设置。

本发明中，在井盖4上设置螺孔2，并通过锁紧环1配合设置螺母，电缆5可以穿过螺孔2、锁紧环1和螺母构成的穿孔，同时可以通过螺孔2和螺母间的旋进旋出实现电缆5的紧固和松开。

任一行或任一列探头井9外配合设有过线槽26，对应所述过线槽26的探头20的电缆5设于过线槽26内。

本发明中，每个探头井9及其内的部件为模块化设计，探头20水下安装所需的探头井9、井盖4、安装底座6、探头支撑桩11、13、25均在地面灌注、加工完成，作业时按照规则的模块搭建即可，降低水下的作业难度，提高作业效率；完成后，将探头井9阵列化设置并配置过线槽26即可。

本发明还涉及一种大平面测磁系统的探头水下安装装置的安装方法，所述方法包括以下步骤：

S1 将若干探头井9浇灌成型；

S2 对于任一探头20，将其设置于安装底座6上，并通过防反装单元和平整度调节单元配合设置于对应的探头井9内，将一端连接探头20的电缆5的另一端置于探头井9外；

S3 完成所有的探头20配置后，进行水下作业，将若干探头井9排列为阵列，对应每一行或每一列设置过线槽26；

S4 将对应过线槽26的探头20的电缆5置于过线槽26内；完成。

本发明中，提供一种实施方案：

防浪涌实施方式：探头井9的尺寸为Φ90cm×80cm（腔体×深度），井盖4覆盖在探头井9的井口，井盖4由密度大于海水、无磁性、耐腐蚀的环氧板制作，井盖4预留过线孔3，探头井9的内腔用于探头20及配套结构的安装，保护探头20免受外界海水的冲击，井盖4通过把手18、19开启和关闭；

防装反和平整度实施方式：探头20底座的三个固定孔14、15、16通过M4×20的无磁钛合金螺钉21、22、23固定在安装底座6上，安装底座6由密度大于海水、无磁性、耐腐蚀、厚度为5cm的环氧板制作，然后安装底座6的三个非对称通孔7、8、17（尺寸Φ11cm×5cm）按照唯一方向嵌入到支撑桩11、13、25的凸台上；安装底座6与探头井9的底面保持了10cm的空隙，用于少量泥沙杂物的沉积收集；

防松动实施方式：安装底座6嵌入到探头支撑桩11、13、25的凸台上后，通过插销10、12、24分别嵌入到支撑桩11、13、25的销孔，防止安装底座6松动；探头20的电缆5通过过线孔3引出到外界，用于信号的传输和通信；电缆5通过锁紧环1固定在井盖4上的螺孔2和螺母组处，防止电缆5的松动；

探头井9模块搭建实施方式：一个探头井9为一个模块单元，由电缆5完成信号的传输和通信，电缆5顺着过线槽26走线，多个探头井9按照顺序并排布置，一列（行）探头井9加一条过线槽26组成探头20阵列，多个探头阵列组成探头矩阵。

Claims (10)

1.一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：所述装置包括阵列化设置的探头井，任一所述探头井内设有安装底座，所述探头设于安装底座上；

配合所述探头井和安装底座间设有防反装单元和平整度调节单元；

配合所述探头设有电缆。

2.根据权利要求1所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：所述防反装单元包括配合安装底座竖直设置的至少2个通孔，配合任一通孔贯穿设有支撑桩；所述通孔中至少2个不以安装底座的轴心对称。

3.根据权利要求2所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：所述安装底座配合设有3个通孔。

4.根据权利要求2所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：平整度调节单元包括设于任一所述支撑桩底部的凸台，所述安装底座设于凸台上。

5.根据权利要求4所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：安装底座上的所述支撑桩设有销孔，配合任一销孔设有插销。

6.根据权利要求1所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：配合任一所述探头井设有井盖，所述井盖上设有过线孔，所述电缆贯穿对应的过线孔朝外设置。

7.根据权利要求6所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：任一所述井盖上设有螺孔，配合所述螺孔设有螺母，所述螺孔外的井盖上和螺母间设有锁紧环，所述电缆贯穿锁紧环设置。

8.根据权利要求6所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：任一井盖上设有若干把手。

9.根据权利要求1所述的一种大平面测磁系统的探头水下安装装置，其特征在于：任一行或任一列探头井外配合设有过线槽，对应所述过线槽的探头的电缆设于过线槽内。

10.一种权利要求1~9之一所述的大平面测磁系统的探头水下安装装置的安装方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

S1 将若干探头井浇灌成型；

S2 对于任一探头，将其设置于安装底座上，并通过防反装单元和平整度调节单元配合设置于对应的探头井内，将一端连接探头的电缆的另一端置于探头井外；

S3 完成所有的探头配置后，进行水下作业，将若干探头井排列为阵列，对应每一行或每一列设置过线槽；

S4 将对应过线槽的探头的电缆置于过线槽内；完成。

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