CN214667015U - 复合光电转台及fpso原油外输监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及监测装置技术领域，尤其涉及复合光电转台及FPSO原油外输监测系统，其包括底座、U型架、载荷舱、方位轴系、俯仰轴系及多个光电载荷，底座为电源通讯箱，电源通讯箱内固装有视频跟踪器、光端机及电源转换模块，电源通讯箱上安装有电源接口,方位轴系转动的安装在电源通讯箱上，U型架固装在方位轴系上，俯仰轴系转动的安装在U型架上，载荷舱安装在俯仰轴系上，载荷舱内固装有载荷架，多个光电载荷固装在载荷架上。本实用新型提供的装置节省空间，方便管理，运行成本低且能实现全方位精确探测，可对穿梭油轮实时探测及跟踪，并测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角。

Description

复合光电转台及FPSO原油外输监测系统

技术领域

本实用新型涉及监测装置技术领域，尤其涉及复合光电转台及FPSO原油外输监测系统。

背景技术

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件，其工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生相应的电效应现象。光电传感器的种类很多，要实现不同的功能，需要多种光电传感器配合。但是多种光电传感器单独分别设置比较分散，占用空间，不好管理， 运行成本也比较高，并且不能达到各光电传感器之间很好的配合完成探测功能。

尤其是在原油外输作业中，使用不同方式的监测技术可为作业人员提供大量不同环境的实时参数作为指挥参考。海上监测设备众多，针对风浪流及拉力等参数的获取现已具备一套成熟的监测设备。除此之外，AIS船舶自动识别系统会提供准确的船号、航向、呼号等船舶信息，但所提供的经纬度与实际值具有一定出入。在现有的设备中，针对外输软管作业状态即是否溢油缺少光学识别技术的应用。

为了可以直观有效的对外输现场进行监测，添置以光学技术为基础的探测设备尤为重要，可以利用光学技术对FPSO与提油轮的相对距离与相对角度进行测量，与AIS船舶自动识别系统所提供经纬度精度互相参考使得作业安全参数更加精准，同时还可在第一时间发现外输软管的溢油情况。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供结构简单，集成化程度高，节省空间，方便管理，运行成本低且能实现全方位精确探测的一种复合光电转台，以及可对外输作业中穿梭油轮进行实时探测及跟踪，并测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角的FPSO原油外输监测系统。

本实用新型是通过以下技术方案予以实现：

一种复合光电转台，其包括底座、U型架、载荷舱、方位轴系、俯仰轴系及多个光电载荷，所述底座为电源通讯箱，电源通讯箱内固定安装有视频跟踪器、光端机及电源转换模块，电源通讯箱上安装有电源接口,所述方位轴系转动的安装在电源通讯箱上，所述U型架固定安装在方位轴系上，所述俯仰轴系转动的安装在U型架上，所述载荷舱安装在俯仰轴系上，所述载荷舱内固定安装有载荷架，载荷舱上开设有多个载荷让位孔，多个所述光电载荷固定安装在载荷架上并位于载荷舱相应的载荷让位孔处。

优化的，多个所述光电载荷包括激光测距机、高清摄像机、红外热像仪、激光照明器及多光谱检测仪。

进一步，方位轴系包括方位轴系安装座、方位轴端盖、方位轴、方位精密滚子轴承及方位旋转变压器，所述方位轴系安装座固定安装在电源通讯箱上，方位轴安装于方位轴系安装座与电源通讯箱之间，方位精密滚子轴承及方位旋转变压器安装于方位轴系安装座内与方位轴配合，方位轴由安装于方位轴系安装座内的方位电机驱动旋转，所述方位轴端盖固定安装在方位轴上，所述U型架固定安装在方位轴端盖上。

优化的，方位电机的后端盖上安装有方位失电电磁制动器。

进一步，俯仰轴系包括俯仰轴系安装座、俯仰轴、俯仰轴端盖、俯仰精密滚子轴承及俯仰旋转变压器，所述俯仰轴系安装座固定安装在U型架上，俯仰精密滚子轴承及俯仰旋转变压器安装于旋转轴系安装座内与俯仰轴配合，俯仰轴由安装于俯仰轴系安装座内的俯仰电机驱动旋转，所述俯仰轴端盖固定安装在俯仰轴上，所述载荷舱固定安装在俯仰轴端盖上。

优化的，俯仰电机的后端盖上安装有俯仰失电电磁制动器。

进一步，U型架上固定安装有伺服控制器。

进一步，方位轴系安装座外套装有方位轴系保护套。

一种FPSO原油外输监测系统，其包括上述任一复合光电转台。

本实用新型的有益效果

本实用新型提供的复合光电转台及FPSO原油外输监测系统，具有如下优点：

1. 结构简单，节省空间。

2. 成本低且便于管理。

3. 能实现全方位精确探测。

4. 将复合光电转台用于FPSO原油外输监测系统，可对外输作业中穿梭油轮进行实时探测及跟踪，并精确测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角，并能实时监测外输软管的溢油情况。

附图说明

图1是本实用新型剖视结构示意图；

图2是本实用新型主视结构示意图；

图3是本实用新型控制系统原理示意图；

图4是本实用新型系统电路图；

图中1. 光电载荷，2. 俯仰轴系，3. U型架，4. 方位轴系,5. 伺服控制器,6. 底座，7. 视频跟踪器，8. 光端机，9. 电源转换模块，10. 载荷舱,11. 载荷架，12. 俯仰电机，13. 方位电机，14. 俯仰旋转变压器,15. 方位旋转变压器，16. 俯仰精密滚子轴承,17. 方位精密滚子轴承，18. 俯仰失电电磁制动器，19. 俯仰轴端盖,20. 俯仰轴，21. 方位轴,22. 方位轴系保护套，23. 高清摄像机，24. 激光照明器，25. 激光测距机，26. 红外热像仪，27. 多光谱检测仪，28. 电源接口，29. 方位轴端盖，30. 方位轴系安装座,31. 方位失电电磁制动器,32. 俯仰轴系安装座。

具体实施方式

一种复合光电转台，其包括底座6、U型架3、载荷舱10、方位轴系4、俯仰轴系2及多个光电载荷1，所述底座为电源通讯箱，电源通讯箱内固定安装有视频跟踪器7、光端机8及电源转换模块9，电源通讯箱上安装有电源接口28，方位轴系转动的安装在电源通讯箱上，所述U型架固定安装在方位轴系上，所述俯仰轴系转动的安装在U型架上，所述载荷舱安装在俯仰轴系上，所述载荷舱内固定安装有载荷架11，载荷舱上开设有多个载荷让位孔，多个所述光电载荷固定安装在载荷架上并位于载荷舱相应的载荷让位孔处。

本实用新型提供的复合光电转台，设置一个底座，可以将底座固定安装到相应的载体上，应用于原油外输作业中时，可以将底座固定安装在FPSO的船艉系泊大缆附近区域，底座兼具电源通讯箱的功能，二者合二为一，提高了集成化程度，视频跟踪器通过线缆与各个光电载荷、电源模块、光端机连接，简化了结构，并且通过市电接口输入220V电压，电源转换模块将220V转换成12V用于光学载荷的供电；经过电源转换模块将220V转换成24V用于其他电器元件的供电。并且通过设置一个载荷舱，将所有光电荷载集成于载荷舱内，方位轴系旋转可以通过U型架带动载荷舱内的多个光电载荷随着方位轴系绕方位轴旋转，实现水平方位的360°扫描监测，俯仰轴系旋转，带动载荷舱内的多个光电载荷随着俯仰轴系绕俯仰轴旋转，实现竖直平面的360°扫描监测。其结构比较简单，多种光电载荷集成于载荷舱内，节省空间，方便管理，并且运行成本比较低。

复合光电转台应用于FPSO原油外输监测系统时，通过载荷舱在水平面及竖直平面的360°旋转，多个光电载荷可对外输作业中穿梭油轮进行实时探测及跟踪，并精确测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角，并能实时监测外输软管的溢油情况。

优化的，多个所述光电载荷包括激光测距机25、高清摄像机23、红外热像仪26、激光照明器24及多光谱检测仪27。其中激光测距机、高清摄像机、红外热像仪与激光照明器的光轴对准同一目标，应用于FPSO原油外输监测系统时，同时对准提油轮上同一目标。

高清摄像机与红外热像仪主要对FPSO原油安全外输过程中提油轮进行监测并跟踪。高清摄像机主要在可见光可视下使用，红外热像仪主要在可见光不可视下进行使用。高清摄像机或红外热像仪捕捉到目标并跟踪后，再使用激光测距机进行测距，同时旋转装置测量转台的偏转角度，通过角度与斜线距离可以计算出外输作业中FPSO与提油轮的相对距离。激光照明器可以为其他各种探测仪提供照明。

而多光谱检测仪可以对外输作业中的外输软管进行监测，通过实时的光谱图像对外输软管的状态进行识别，判断其是否溢油、溢油位置及其溢油面积。

进一步，方位轴系包括方位轴系安装座30、方位轴端盖29、方位轴21、方位精密滚子轴承17及方位旋转变压器15，所述方位轴系安装座固定安装在电源通讯箱上，方位轴安装于方位轴系安装座与电源通讯箱之间，方位精密滚子轴承及方位旋转变压器安装于方位轴系安装座内与方位轴配合，方位轴由安装于方位轴系安装座内的方位电机13驱动旋转，所述方位轴端盖固定安装在方位轴上，所述U型架固定安装在方位轴端盖上。

具体的安装时，方位电机的转子部分与方位轴连接，定子部分与方位轴系安装座固定连接；方位旋转变压器的转子部分与方位轴固定，定子部分与方位轴系安装座固定连接。方位电机驱动方位轴旋转，方位旋转变压器用于测量出复合光电转台的偏转角度，通过角度与斜线的距离可以计算出外输作业中FPSO与提油轮的相对距离。

优化的，方位电机的后端盖上安装有方位失电电磁制动器31，使方位轴的旋转角度实现精确控制。

进一步，俯仰轴系包括俯仰轴系安装座32、俯仰轴20、俯仰轴端盖19、俯仰精密滚子轴承16及俯仰旋转变压器14，所述俯仰轴系安装座固定安装在U型架上，俯仰精密滚子轴承及俯仰旋转变压器安装于旋转轴系安装座内与俯仰轴两端配合，俯仰轴由安装于俯仰轴系安装座内的俯仰电机12驱动旋转，所述俯仰轴端盖固定安装在俯仰轴上，所述载荷舱固定安装在俯仰轴端盖上。俯仰轴为两个半轴，两个半轴处均设有俯仰精密滚子轴承。

具体的安装时，俯仰电机的转子部分与俯仰轴固定连接，定子部分与俯仰轴系安装座固定连接；俯仰旋转变压器的转子部分与俯仰轴固定，定子部分与旋转轴系安装座固定连接。方便实现俯仰轴旋转角度的测量及控制。

优化的，俯仰电机的后端盖上安装有俯仰失电电磁制动器18，便于俯仰轴旋转角度的精确控制。

进一步，U型架上固定安装有伺服控制器5，各个光电载荷通过伺服控制器将当前状态发送给上位机，伺服控制器将上位机发送的命令转换成电信号对方位电机、俯仰电机、方位旋转变压器、俯仰旋转变压器等电器元件进行控制。

进一步，方位轴系安装座外套装有方位轴系保护套22，防止电器元件暴露在外。

一种FPSO原油外输监测系统，其包括上述任一复合光电转台，应用于复合光电转台FPSO原油外输监测系统，可对外输作业中穿梭油轮进行实时探测及跟踪，并通过多种光电载荷配合，可以测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角。由于AIS系统提供的经纬度精度低，计算的距离和夹角误差很大，通过本装置高精度的测量，得到的数据更具备工程应用意义，又有效补充了无外输软管监测装置的空白。

综上所述，本实用新型提供的复合光电转台及FPSO原油外输监测系统，结构简单，将多种光电载荷一体集成，节省空间，方便管理，运行成本低且能实现全方位精确探测，可对外输作业中穿梭油轮进行实时探测及跟踪，并测量穿梭油轮与FPSO间精确的相对距离及夹角，更加有利于原油外输的安全作业。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合光电转台，其特征在于：包括底座、U型架、载荷舱、方位轴系、俯仰轴系及多个光电载荷，所述底座为电源通讯箱，电源通讯箱内固定安装有视频跟踪器、光端机及电源转换模块，电源通讯箱上安装有电源接口,所述方位轴系转动的安装在电源通讯箱上，所述U型架固定安装在方位轴系上，所述俯仰轴系转动的安装在U型架上，所述载荷舱安装在俯仰轴系上，所述载荷舱内固定安装有载荷架，载荷舱上开设有多个载荷让位孔，多个所述光电载荷固定安装在载荷架上并位于载荷舱相应的载荷让位孔处。

2.根据权利要求1所述的一种复合光电转台，其特征在于，多个所述光电载荷包括激光测距机、高清摄像机、红外热像仪、激光照明器及多光谱检测仪。

3.根据权利要求1所述的一种复合光电转台，其特征在于，所述方位轴系包括方位轴系安装座、方位轴端盖、方位轴、方位精密滚子轴承及方位旋转变压器，所述方位轴系安装座固定安装在电源通讯箱上，方位轴安装于方位轴系安装座与电源通讯箱之间，方位精密滚子轴承及方位旋转变压器安装于方位轴系安装座内与方位轴配合，方位轴由安装于方位轴系安装座内的方位电机驱动旋转，所述方位轴端盖固定安装在方位轴上，所述U型架固定安装在方位轴端盖上。

4.根据权利要求3所述的一种复合光电转台，其特征在于，方位电机的后端盖上安装有方位失电电磁制动器。

5.根据权利要求1所述的一种复合光电转台，其特征在于，所述俯仰轴系包括俯仰轴系安装座、俯仰轴、俯仰轴端盖、俯仰精密滚子轴承及俯仰旋转变压器，所述俯仰轴系安装座固定安装在U型架上，俯仰精密滚子轴承及俯仰旋转变压器安装于旋转轴系安装座内与俯仰轴配合，俯仰轴由安装于俯仰轴系安装座内的俯仰电机驱动旋转，所述俯仰轴端盖固定安装在俯仰轴上，所述载荷舱固定安装在俯仰轴端盖上。

6.根据权利要求5所述的一种复合光电转台，其特征在于，俯仰电机的后端盖上安装有俯仰失电电磁制动器。

7.根据权利要求1所述的一种复合光电转台，其特征在于，所述U型架上固定安装有伺服控制器。

8.根据权利要求3所述的一种复合光电转台，其特征在于，方位轴系安装座外套装有方位轴系保护套。

9.一种FPSO原油外输监测系统，其特征在于，包括权利要求1-8任一所述的复合光电转台。

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