CN209101994U - 一种水下装备物体位移数据探测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种水下装备物体位移数据探测系统，该系统包含：自耦式位移传感器；放大器模块，与自耦式位移传感器连接，接收并放大自耦式位移传感器所测得的电压信号；相敏检波模块，与放大器模块连接，接收并鉴别调制放大器模块所放大的电压信号；比较器模块，与相敏检波模块连接，接收并比较相敏检波模块所鉴别调制的电压信号与输入端信号的大小；数据分析模块，与比较器模块连接，接收并分析处理比较器模块比较后的电压信号，得到设备物体移动数据信号，并发送至海洋控制平台。本实用新型能对水下装备的物体移动时时检测，将检测的数据反馈给控制平台，让使用者能采取措施对物体位移采取分析、判断来规避风险，减少对固定的设备的损害。

Description

一种水下装备物体位移数据探测系统

技术领域

本实用新型涉及水下装备监测领域，特别涉及一种水下装备物体位移数据探测系统。

背景技术

人类社会的发展，离不开对各种资源的开发和利用。在陆地资源逐渐枯竭的今天，人们把目光投向了深海大洋。海底世界除了大家耳熟能详的锰结核、深海油气，还有热液矿床，以及当前最炙手可热的天然气水合物。天然气水合合物的储量极为巨大。据估计，把人类已经用掉的和还没有开发石油、煤、天然气加在一起，还赶不上天然气水合物中有机碳总含量的一半。如果这个估计不错，那无疑是人类的福音，因此可能将成为新世纪的新能源，以海底设备的开发研究尤为重要。

海底设备受海洋环境（压力，洋流等）影响，会发生腐蚀，损害，物体位移等，诸如海底采油树的打滑、井口的侧倾、输油管道的位移等。一旦海底设备发生物体位移，对环境的影响和社会的影响都非常大。故对于水下设备物体位移的数据探测技术尤为重要。

目前国内外海底油气生产此向技术属于空白，为了确保水下设备的安全，用户迫切希望能开发一种用于水下装备物体位移数据探测系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种水下装备物体位移数据探测系统，针对实际工况中水下设备由于受到外部环境（如洋流，压力，水温等）影响，水下设备会时时发生物体移动，进而影响设备的正常运行，本实用新型的系统能对物体位移时时检测，且能将数据反馈给使用者，从而减少监测到的物体位移对固定的设备的损害，从而减少资源的浪费以及经济的损失。

为了达到上述目的，本实用新型公开了一种水下装备物体位移数据探测系统，包含：

利用物体间的相对位移发生改变以使输出端电压与输入端电压信号产生差值的自耦式位移传感器；

记载有输入端电压信号的放大器模块，其与所述自耦式位移传感器连接，接收并放大所述自耦式位移传感器所输出的电压信号；

相敏检波模块，其与所述放大器模块连接，接收并鉴别调制放大器模块所放大的电压信号；

比较器模块，其与所述相敏检波模块连接，接收所述相敏检波模块所鉴别调制的电压信号，并将该鉴别调制后的电压信号与所述输入端电压信号进行比较，得到两者之间的电压信号差并作为比较结果；

数据分析模块，其与所述比较器模块连接，接收比较器模块比较发送的比较结果，将比较结果的电压信号转换成位移信号，得到设备物体移动数据信号。

优选地，所述自耦式位移传感器包含：

作为输出电压信号部分的输出端，与所述放大器模块的输入端连接；

供输入电源供电系统经过的输入端，其安装在水下装备上。

优选地，所述自耦式位移传感器的输出电压信号部分固定安装在与水下装备的并排平行的基座上。

优选地，所述水下装备物体位移数据探测系统通过所述输入电源供电系统进行供电，所述输入电源供电系统为220V交流电。

优选地，所述数据分析模块将所述设备物体移动数据信号发送至海洋控制平台的中央控制模块。

优选地，所述自耦式位移传感器的输出电压信号部分、所述放大器模块、所述相敏检波模块、所述比较器模块和所述数据分析模块均安装在一防水外壳中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：本实用新型能对水下设备的物体移动能够时时检测，并且能够将检测的数据反馈给控制平台，让使用者能够采取措施对物体位移采取分析、判断来规避风险，从而减少监测到的物体位移对固定的设备的损害，从而减少资源的浪费以及经济的损失，这将对客户产生很大的经济影响和社会影响。

附图说明

图1本实用新型的水下装备物体位移数据探测示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种水下装备物体位移数据探测系统，为了使本实用新型更加明显易懂，以下结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的水下装备（也称水下设备）物体位移数据探测系统包含自耦式位移传感器、放大器模块、相敏检波模块、比较器模块和数据分析模块。

本实用新型采用高灵敏且抗紊乱的自耦式位移传感器，自耦式位移传感器包含两组线圈（一组线圈作为输出电压信号部分，位于输出端；另一组线圈作为安装在水下设备部分，位于输入端），其原理就是当物体间的相对位移发生了改变，则输出端的电压减少，与初始输入端信号之间会产生差值，该差值的大小即表征了发生的位移的大小。

本实用新型的整个系统是由220V交流电为整个系统提供电力，经过自耦式位移传感器的一端（即安装在水下设备部分的一端）。

自耦式位移传感器固定安装在与水下设备的并排平行的基座上（如海底基岩层），其中，自耦式位移传感器的一部分（例如输出电压信号部分）作为固定部分，即该固定部分固定安装在基座上，因为测量的是水下设备的移动，若自耦式位移传感器和水下设备均移动，则无法进行测量。

自耦式位移传感器的输出电压信号部分与放大器模块的输入端连接，放大器模块输出端与相敏检波模块输入端连接。放大器模块可以将自耦式位移传感器测得的电压信号进行放大，这样便于后续相敏检波模块的检测工作。相敏检波模块包含具有鉴别调制电压信号相位和选频能力的检波电路，可以将放大器模块发送的放大后的电压信号进行鉴别调制等操作。

相敏检波模块的输出端与比较器模块输入端连接。比较器模块接收相敏检波模块发送的鉴别调制后的电压信号，并比较该鉴别调制后的电压信号与输入端信号之间的大小，得到两者之间电压信号的差值，输出比较结果；其中该输入端信号预先记录在比较器模块中。

比较器模块的输出端与数据分析模块的输入端连接。数据分析模块接收比较器模块发送的比较结果进行分析并处理，将该比较结果的电压信号转换成对应的位移信号，得到设备物体移动数据信号，并将设备物体移动数据信号发送至平台的中央控制模块，实现对水下设备物体位移数据的探测。

本实用新型的自耦式位移传感器的输出电压信号部分、放大器模块、相敏检波模块、比较器模块和数据分析模块均安装在防水外壳中，以保证在水下正常工作。自耦式位移传感器的安装在水下设备部分不设置在防水外壳中。

本实用新型还提供了一种水下装备物体位移数据探测方法，具体如下：

自耦式位移传感器固定安装在与水下设备的并排平行的基座上（如海底基岩层），并将测得的电压信号通过放大器模块传递给相敏检波模块，相敏检波模块将鉴别调制后的电压信号传递给比较器模块，然后比较器模块将鉴别调制后的电压信号与输入端信号进行大小比较，并将比较后的电压信号传送给数据分析模块，数据分析模块再将分析处理好的设备物体移动数据信号发送给平台（如海洋控制平台）的中央控制模块，从而实现对水下设备物体位移数据的探测。

综上所述，本实用新型采用高灵敏且抗紊乱的自耦式位移传感器，经过安装在水下设备里面的数据处理模块，将处理后的数据发送到海洋控制平台，以实现对水下设备物体位移数据的探测，从而保证水下设备的正常运行。

尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，包含：

利用物体间的相对位移发生改变以使输出端电压与输入端电压信号产生差值的自耦式位移传感器；

记载有输入端电压信号的放大器模块，其与所述自耦式位移传感器连接，接收并放大所述自耦式位移传感器所输出的电压信号；

相敏检波模块，其与所述放大器模块连接，接收并鉴别调制放大器模块所放大的电压信号；

比较器模块，其与所述相敏检波模块连接，接收所述相敏检波模块所鉴别调制的电压信号，并将该鉴别调制后的电压信号与所述输入端电压信号进行比较，得到两者之间的电压信号差并作为比较结果；

数据分析模块，其与所述比较器模块连接，接收比较器模块比较发送的比较结果，将比较结果的电压信号转换成位移信号，得到设备物体移动数据信号。

2.如权利要求1所述的水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，

所述自耦式位移传感器包含：

作为输出电压信号部分的输出端，与所述放大器模块的输入端连接；

供输入电源供电系统经过的输入端，其安装在水下装备上。

3.如权利要求2所述的水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，

所述自耦式位移传感器的输出电压信号部分固定安装在与水下装备的并排平行的基座上。

4.如权利要求2所述的水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，

所述水下装备物体位移数据探测系统通过所述输入电源供电系统进行供电，所述输入电源供电系统为220V交流电。

5.如权利要求1所述的水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，

所述数据分析模块将所述设备物体移动数据信号发送至海洋控制平台的中央控制模块。

6.如权利要求2或3所述的水下装备物体位移数据探测系统，其特征在于，

所述自耦式位移传感器的输出电压信号部分、所述放大器模块、所述相敏检波模块、所述比较器模块和所述数据分析模块均安装在一防水外壳中。