CN217305533U - 远程水下桩基冲刷在线监测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种远程水下桩基冲刷在线监测装置,包括监测探头、硬件电路板、通信模块以及上位机;所述监测探头包括电子仓上盖和电子仓,所述电子仓设置在所述电子仓上盖上,所述硬件电路板设置在所述电子仓内;所述硬件电路板连接所述电子仓和所述通信模块,所述通信模块连接所述上位机。本实用新型利用紧凑、小巧的结构、固定安装也可进行大范围测量,利用多方向、多角度及多个换能器测的多点数据实现水下桩基周边的三维拟合深度视图,利用无线通信模块,实现上位机远距离在线稳定可靠实时监测桩基冲刷情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及监测技术领域,具体地,涉及一种远程水下桩基冲刷在线监测装置。
背景技术
一般通过监测系统对水下桩基冲刷状况进行监测时,监测系统中的换能器一般是固定设置,导致只能得到部分冲刷状况数据,如果要获得更多的冲刷状况数据,就需要给换能器增加旋转装置或升降装置,这样就会导致结构复杂,操作难度加大,且需要对旋转装置或升降装置进行维修,使维修成本加大。
公开号为CN106917420A的专利文献公开了一种桩基冲刷监测装置,包括水下测管、测量组件和数据采集仪,所述水下测管位于待监测桩基侧边,所述测量组件位于所述水下测管的迎水面侧,所述测量组件包括测力柱和土压力测力传感器,所述土压力测力传感器位于所述测力柱内,所述测力柱从上到下等间隔布置在所述水下测管上,所述土压力测力传感器的信号输出端均与所述数据采集仪连接。但是该专利文献在深水环境中需要较长的测力柱,且要考虑测力柱的耐压,实施及安装困难,适用范围受限。
公开号为CN103901433B的专利文献公开了一种基于超声感应的涉水工程局部冲刷监测系统及方法,固定于保护套筒内壁上的步进电机转动带动通过同心轴承与保护套筒连接的内置圆筒转动,多个超声探头固定于内置圆筒侧壁的圆孔中,基于上述连接,计算机远程控制步进电机转动实现超声探头对三维地形的扫描,通过建立三维坐标系将步进电机转动角度与超声探头表面到沙床面之间的距离转化为局部冲刷地形三维位置坐标点数据并远程传输给计算机,从而实现对涉水工程局部冲刷的自动实时监测。但是该专利文献对机械精度要求较高,且在海上和深水条件很难运行,适用范围受限,且整体费用昂贵,维护困难。
公开号为CN113074654A的专利文献公开了一种海上风电结构局部冲刷监测装置及方法。该装置包括:升降机构:包括伺服电机、升降绳及滑轮,升降绳一端与伺服电机连接,另一端穿过滑轮;重力检测杆:与升降绳穿过滑轮的一端连接,所述重力检测杆沿海水深度方向插入海水中;泥沙传感器:用于测量泥沙的浓度;超声波测距仪:设置于重力检测杆插入海水中的一端,用于测量冲刷坑的半径;控制器:所述控制器连接:升降机构:用于控制升降绳的升降;泥沙传感器和超声波测距仪:用于采泥沙密度数据和超声波测距时间,并结合泥沙密度修正超声波传播速度,结合超声波测距时间计算超声波测距数据。但是该专利文献只能监测单方向数据,采用了升降结构,结构复杂,误差较大,维护困难。
公开号为CN213773507U的专利文献公开了一种风机水下桩基冲刷监测装置,包括:高频测深仪、数据采集单元、数据处理单元、风场光纤环网部件以及显示控制单元;所述高频测深仪包括:测深仪电声转换阵列以及水深数据处理构件;所述测深仪电声转换阵列与水深数据处理构件集成在一起;所述数据采集单元与所述高频测深仪电连接;所述数据处理单元与风场光纤环网部件相连;所述数据处理单元与显示控制单元相连。但是该专利文献仍然存在获得的冲刷状况数据有限的缺陷。
实用新型内容
针对现有技术中的缺陷,本实用新型的目的是提供一种远程水下桩基冲刷在线监测装置。
根据本实用新型提供的一种远程水下桩基冲刷在线监测装置,包括监测探头、硬件电路板、通信模块以及上位机;
所述监测探头包括电子仓上盖和电子仓,所述电子仓设置在所述电子仓上盖上,所述硬件电路板设置在所述电子仓内;
所述硬件电路板连接所述电子仓和所述通信模块,所述通信模块连接所述上位机。
优选的,所述电子仓上盖包括电子仓上盖本体、水密接插件、水密电缆以及吊放固定杆;
所述水密接插件设置在所述电子仓上盖本体上;所述水密电缆的一端连接所述水密接插件,所述水密电缆的另一端连接所述通信模块;
所述吊放固定杆设置在所述电子仓上盖本体上,所述吊放固定杆用于固定吊放所述电子仓上盖本体。
优选的,所述水密接插件包括水密插头和水密插座;
所述水密插座设置在所述电子仓上盖本体上,所述水密插头插接在所述水密插座上;所述水密电缆连接所述水密插头。
优选的,所述电子仓包括第一电子仓本体、所述第二电子仓本体、所述第三电子仓本体、所述第四电子仓本体、第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器、温度传感器以及压力传感器;
所述电子仓上盖本体为十字架结构;所述第一电子仓本体、所述第二电子仓本体、所述第三电子仓本体、所述第四电子仓本体分别设置在所述电子仓上盖本体的四个不同支架上;
所述第一电子仓本体、所述第二电子仓本体、所述第三电子仓本体以及所述第四电子仓本体上均设置有第一换能器、第二换能器、第三换能器、第四换能器;
所述温度传感器设置在所述第一电子仓本体上,所述压力传感器设置在所述第三电子仓本体上。
优选的,所述第一电子仓本体、所述第二电子仓本体、所述第三电子仓本体以及所述第四电子仓本体的底部均设置有第一角槽、第二角槽、第三角槽以及第四角槽;
所述第一角槽用于放置所述第一换能器,所述第二角槽用于放置所述第二换能器、所述第三角槽用于放置所述第三换能器、所述第四角槽用于放置所述第四换能器;
所述第一角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为10°;所述第二角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为20°;所述第三角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为30°;所述第四角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为45°。
优选的,所述第一换能器发射声波的方向与所述第一角槽底部法线方向一致;所述第二换能器发射声波的方向与所述第二角槽底部法线方向一致;所述第三换能器发射声波的方向与所述第三角槽底部法线方向一致;所述第四换能器发射声波的方向与所述第四角槽底部法线方向一致。
优选的,所述硬件电路板上设置有十六个通道;
所述硬件电路板对应每个所述第一换能器设置有一个通道,所述硬件电路板上对应每个所述第二换能器设置有一个通道,所述硬件电路板对应每个所述第三换能器设置有一个通道,所述硬件电路板对应每个所述第四换能器设置有一个通道;
每个所述通道包括压力监测电路、温度监测电路、D/A转换电路、功率放大电路、匹配电路、收发转换电路、带通滤波电路、AGC电路、A/D采集电路以及CPU处理器;
所述监测探头的输出端分别连接所述压力监测电路的输入端和所述温度监测电路的输入端,所述监测探头连接所述收发转换电路连接;
所述压力监测电路的输出端和所述温度监测电路的输出端均连接所述CPU处理器的第一输入端;
所述收发转换电路连接的输出端连接所述带通滤波电路的输入端,所述带通滤波电路的输出端连接所述AGC电路的输入端,所述AGC电路的输出端连接所述A/D 采集电路的输入端,所述A/D采集电路的输出端连接所述CPU处理器的第二输入端;
所述CPU处理器的输出端连接所述D/A转换电路的输入端,所述D/A转换电路的输出端连接所述功率放大电路的输入端,所述功率放大电路的输出端连接所述匹配电路的输入端,所述匹配电路的输出端连接所述收发转换电路;
所述CPU处理器连接所述通信模块,所述通信模块连接所述上位机。
优选的,所述电子仓上盖采用钛合金或316L材质。
优选的,所述电子仓采用钛合金、316L或聚四氟乙烯材质。
优选的,所述电子仓与所述电子仓上盖之间夹设有密封圈,所述电子仓通过螺栓紧固在所述电子仓上盖上。
与现有技术相比,本实用新型具有如下的有益效果:
1、本实用新型通过四个方位不同角度的安装槽固定换能器,解决了固定式安装探头不需要旋转及升降装置,也可以得到大范围冲刷状况数据;
2、本实用新型通过安装温度传感器,解决了温度对声速误差的影响,提高了测量精度;
3、本实用新型通过安装压力传感器,解决了退潮和落水后,监测探头露出水面导致的测量失效情况,并提高设备有效使用寿命;
4、本实用新型通过搭配5G/4G/wifi无线路由器,可通过上位机(电脑)进行远程实时在线调试和监测,智能预警报功能,解决了海上或者偏远地区,不便去现场检查的问题;
5、本实用新型通过将监测探头固定在需要监测基桩附近即可长年在线监测,解决了移动式扫描成像声纳多次巡检需要蛙人、船只所带来的人员安全问题;
6、本实用新型通过多个单波束换能器、多角度测量,即可获得监测桩基周边冲刷坑三维曲面,解决了不需要多波束和移动设施所带来的高昂检测费用;
7、本实用新型的监测探头的垂直探测深度约500m,水平探测深度与换能器安装槽的最大角度有关,以45°角为例,水平探测范围约350m。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本实用新型的远程水下桩基冲刷在线监测装置的结构图;
图2为本实用新型的远程水下桩基冲刷在线监测装置的监测探头的结构图;
图3为本实用新型的远程水下桩基冲刷在线监测装置的监测探头的俯视图;
图4为本实用新型的远程水下桩基冲刷在线监测装置的监测探头的立体结构示意图;
图5为本实用新型的远程水下桩基冲刷在线监测装置的监测探头的仰视图。
图中示出:
电子仓上盖本体1 第四电子仓本体8
水密接插件2 第一换能器9
水密电缆3 第二换能器10
吊放固定杆4 第三换能器11
第一电子仓本体5 第四换能器12
第二电子仓本体6 温度传感器13
第三电子仓本体7 压力传感器14
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型,但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
实施例1:
本实施例提供一种远程水下桩基冲刷在线监测装置,包括监测探头、硬件电路板、通信模块以及上位机。监测探头包括电子仓上盖和电子仓,电子仓设置在电子仓上盖上,硬件电路板设置在电子仓内,硬件电路板连接电子仓和通信模块,通信模块连接上位机。电子仓上盖采用钛合金或316L材质。电子仓采用钛合金、316L或聚四氟乙烯材质。电子仓与电子仓上盖之间夹设有密封圈,电子仓通过螺栓紧固在电子仓上盖上。
电子仓上盖包括电子仓上盖本体1、水密接插件2、水密电缆3以及吊放固定杆4,水密接插件2设置在电子仓上盖本体1上,水密电缆3的一端连接水密接插件2,水密电缆3的另一端连接通信模块,吊放固定杆4设置在电子仓上盖本体1 上,吊放固定杆4用于固定吊放电子仓上盖本体1,水密接插件2包括水密插头和水密插座,水密插座设置在电子仓上盖本体1上,水密插头插接在水密插座上;水密电缆3连接水密插头。
电子仓包括第一电子仓本体5、第二电子仓本体6、第三电子仓本体7、第四电子仓本体8、第一换能器9、第二换能器10、第三换能器11、第四换能器12、温度传感器13以及压力传感器14。电子仓上盖本体1为十字架结构,第一电子仓本体 5、第二电子仓本体6、第三电子仓本体7、第四电子仓本体8分别设置在电子仓上盖本体1的四个不同支架上,第一电子仓本体5、第二电子仓本体6、第三电子仓本体7以及第四电子仓本体8上均设置有第一换能器9、第二换能器10、第三换能器11、第四换能器12,温度传感器13设置在第一电子仓本体5上,压力传感器14 设置在第三电子仓本体7上。
第一电子仓本体5、第二电子仓本体6、第三电子仓本体7以及第四电子仓本体8的底部均设置有第一角槽、第二角槽、第三角槽以及第四角槽,第一角槽用于放置第一换能器9,第二角槽用于放置第二换能器10、第三角槽用于放置第三换能器11、第四角槽用于放置第四换能器12,第一角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为10°,第二角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为20°,第三角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为30°,第四角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为45°。第一换能器9 发射声波的方向与第一角槽底部法线方向一致,第二换能器10发射声波的方向与第二角槽底部法线方向一致,第三换能器11发射声波的方向与第三角槽底部法线方向一致,第四换能器12发射声波的方向与第四角槽底部法线方向一致。
硬件电路板上设置有十六个通道,硬件电路板对应每个第一换能器9设置有一个通道,硬件电路板上对应每个第二换能器10设置有一个通道,硬件电路板对应每个第三换能器11设置有一个通道,硬件电路板对应每个第四换能器12设置有一个通道。每个通道包括压力监测电路、温度监测电路、D/A转换电路、功率放大电路、匹配电路、收发转换电路、带通滤波电路、AGC电路、A/D采集电路以及CPU处理器,监测探头的输出端分别连接压力监测电路的输入端和温度监测电路的输入端,监测探头连接收发转换电路连接,压力监测电路的输出端和温度监测电路的输出端均连接CPU处理器的第一输入端,收发转换电路连接的输出端连接带通滤波电路的输入端,带通滤波电路的输出端连接AGC电路的输入端,AGC电路的输出端连接A/D 采集电路的输入端,A/D采集电路的输出端连接CPU处理器的第二输入端,CPU处理器的输出端连接D/A转换电路的输入端,D/A转换电路的输出端连接功率放大电路的输入端,功率放大电路的输出端连接匹配电路的输入端,匹配电路的输出端连接收发转换电路,CPU处理器连接通信模块,通信模块连接上位机。
实施例2:
本领域技术人员可以将本实施例理解为实施例1的更为具体的说明。
本实施例提供一种远程水下桩基冲刷在线监测装置,包括监测探头、压力监测电路、温度监测电路、D/A转换电路、功率放大电路、匹配电路、收发转换电路、带通滤波电路、AGC电路、A/D采集电路、CPU处理器、通信模块以及上位机。
监测探头由电子仓上盖和电子仓构成。电子仓上盖包括电子仓上盖本体、水密接插件、水密电缆以及吊放固定杆;电子仓包括换能器1号、换能器2号、换能器3号、换能器4号、温度传感器以及压力传感器。
电子仓上盖本体是十字结构,采用钛合金或316L,表面喷漆做防腐处理,电子仓上盖本体上开有四个出线孔,在出线孔上安装水密插座和水密电缆,水密电缆一端与通信模块连接,水密电缆的另一端连接水密插头,水密插头和水密插座形成水密接插件。
吊放固定杆与电子仓上盖本体为一体机加工出的带通孔的短杆,用于固定吊放监测探头。
电子仓上盖可同时安装四个电子仓,电子仓和电子仓上盖之间采用密封圈实现水密,通过螺栓进行紧固。
电子仓采用钛合金、316L或聚四氟乙烯等耐海水腐蚀的材质,表面喷漆做防腐处理。电子仓有三种形式,第一种是带有四个换能器,第二种是在第一种的基础上增加温度传感器,第三种是在第一种的基础上增加压力传感器。
电子仓底部设计了四个放置换能器的圆槽,本实施例中槽底部平面的垂直法线与电子仓顶部的法线夹角分别是10°、20°、30°、45°,在其他实施例中,夹角的大小可以根据实际需要进行选取。换能器1号放置在10°角槽里,换能器2号放置在20°角槽里,换能器3号放置在30°角槽里,换能器4号放置在45°角槽里。换能器固定在不同角度的槽中,槽的角度不一定是上述的四种组合,也可以是其他角度组合,根据现场应用需求可任意调整。
换能器发射声波的方向与其所在槽底部法线方向一致。四个换能器的几何中心在同一个圆上,圆的半径为R,圆心设置在吊放固定杆的顶部。如换能器测的距离值为d,换能器发射声波的角度为alpha,则换算成以安装位置为坐标原点的坐标值[(d+R) sin(alpha),(d+R)cos(alpha)]。
换能器根据需求可采用圆片型或复合棒型。换能器的线性尺寸小于100mm,换能器1号、换能器2号、换能器3号为同款规格换能器,换能器4号尺寸略大,波束角更小。换能器1-4号的工作频率在50-400kHz可选,其由工作深度范围确定。换能器底部与电子仓之间通过软木进行电隔离,软木可以起到吸收声波的作用,防止电子仓的反射声波影响测量结果。换能器表面及换能器与电子仓之间缝隙通过灌封聚氨酯达到密封防水的效果。
第二种电子仓所增加的温度传感器,测温范围在-20℃~100℃。因为换能器的测量误差主要由声速的误差决定的,实验表明,声速受温度的影响最大,温度每变化1℃,胜声速变化约4m/s,所以增加温度传感器,校正测量时声速,使得换能器测量的距离误差尽可能的小。温度传感器采用穿仓螺杆的形式,穿仓螺杆底部配有O型圈,可直接按章在电子仓上,并能保证在500m水深下可靠水密。
第三种电子仓所增加的压力传感器,采用的是表压型压力传感器,以当时当地的大气压为起点计算压强。监测探头大多情况是装在水下的,但可能会出现退潮,落水等情况,使得监测探头露出水面,这样一方面导致测试数据不准确,一方面辐射阻降低,导致换能器过热降低设备使用寿命。压力传感器采用穿仓螺杆的形式,穿仓螺杆底部配有 O型圈,可直接按章在电子仓上,并能保证在500m水深下可靠水密。
压力监测电路、温度监测电路、D/A转换电路、功率放大电路、匹配电路、收发转换电路、带通滤波电路、AGC电路、A/D采集电路以及CPU处理器构成硬件电路板。电子仓中部掏空,放置硬件电路板。
上位机(电脑)即显控端,可以进行监测探头参数配置,各换能器之间工作方式配置,各换能器测试数据二维冲刷坑拟合曲面显示,设置深度阈值,超深度阈值预警及报警功能,具有数据存储、回放等功能,设置压强阈值,超出压强阈值则停止工作,待低于压强阈值后,自主恢复工作状态。
上位机可对监测探头中的各个换能器进行参数配置,如测量周期,脉冲宽度,测量阈值,声速,频率,测试距离等,还可对各换能器的工作方式进行设置,如各个换能器之间的工作间隔,各个换能器的工作时长等。
通信模块可采用5G/4G/WIFI无线路由器,实现快速稳定的数据传输,数据可通过内部环网传输,也可通过无线外部传输。硬件电路板通过以太网与通信模块连接。
由于监测探头上有16个换能器,每个换能器对应硬件电路板上的一个通道,每个通道对应硬件电路板上包含1个CPU处理器,1个D/A转换电路,1个功率放大电路,1 个匹配电路,1个收发转换电路,1个带通滤波电路,1个AGC放大电路,1个A/D采集电路;所以共16组上述电路,除此之外,硬件电路板上还包含1路温度监测电路,1 路压力监测电路。
CPU处理器接收到上位机的工作指令,先根据温度监测电路传输的数据修正声速值,再根据压力监测电路传输的数据进行判定,如果压强数据高于压强阈值,则不处理工作指令,如果低于压强阈值,再处理工作指令。CPU处理器将处理好的发射信号发送至数模转换电路D/A转换电路。
D/A转换电路:将CPU处理器好的发射信号由数字量变成模拟量发送至功率放大器。
功率放大电路:将具有特定形式的发射信号进行功率放大后发送至匹配电路。本设计的功率放大电路选用的是D类功率放大器。
匹配电路:实现功率放大电路和换能器之间的阻抗匹配,提高发射效率。本实施例采用谐振法即可实现单点频率匹配,匹配电路采用并联谐振电路,使用一个电感并联在功率放大电路输出与换能器输入端,然后由换能器将发射信号转换成生信号辐射到介质中,介质可以时淡水、海水等。
收发转换电路:本实施例中的换能器采用的是收发合置换能器,即装置发射探测声波信号和接收回波信号使用的是同一个换能器,因此装置工作时,换能器就会在发射状态和接收状态之间不断转换,所以必须在发射通道和接收通道之间设置转换电路,本实施例采用两对反向并联的高速二极管为核心器件进行收发转换。当声信号碰到障碍物发生反射后,再由换能器将接收到的声信号转换成回波信号,发送至带通滤波电路。
带通滤波电路:由于信号从发射到接收经过水声信道必然会引入噪声干扰信号幅度减小信噪比降低,为提高信号信噪比增加信号检测能力本装置采用有源滤波器对载频为谐振频率的脉冲信号进行带通滤波。
AGC电路:换能器接收到信号的大小变化范围很大从微伏到毫伏量级相差几十分贝。对于强接收信号有较小的增益对于微弱的接收信号有很高的增益,所以本实施例采用自动增益控制(AGC电路)。
A/D采集电路:CPU处理器只能处理数字信号,而不能处理模拟信号,所以必须把模拟信号转换成数字信号,A/D采集电路可以将连续的回波信号转换为离散的数字信号发送给CPU处理器进行运算。
CPU处理器将处理好的数据通过以太网发送至通信模块,再无线传输至上位机(电脑),由上位机(电脑)进行分析。
发射信号脉冲宽度很小,在毫秒级,16个通道的换能器同时工作,会发生接收信号部分重叠导致较大的测量误差,本实施例中将每个通道的工作起始时间依次延迟N毫秒,每个通道的测量周期设置为(M+16*N/1000)秒,然后进行同时采样,这样与16通道轮询测量相比缩短了采样周期,降低了功耗。
换能器的波束开角很小,随着环境深度的增加以及换能器固定槽的倾角增大,换能器辐射声波的波束覆盖范围增大,则监测装置接收的测量数据较为偏差较大,本实施例中采用三西格玛准则,对监测数进行处理,将粗大误差剔除,剩余数据做平均,作为最终数据,可有效减少测量误差,使所得数据更科学可靠。
本实用新型利用紧凑、小巧的结构、固定安装也可进行大范围测量,利用多方向、多角度及多个换能器测的多点数据实现水下桩基周边的三维拟合深度视图,利用无线通信模块,实现上位机远距离在线稳定可靠实时监测桩基冲刷情况。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本实用新型并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改,这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下,本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,包括监测探头、硬件电路板、通信模块以及上位机;
所述监测探头包括电子仓上盖和电子仓,所述电子仓设置在所述电子仓上盖上,所述硬件电路板设置在所述电子仓内;
所述硬件电路板连接所述电子仓和所述通信模块,所述通信模块连接所述上位机。
2.根据权利要求1所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述电子仓上盖包括电子仓上盖本体(1)、水密接插件(2)、水密电缆(3)以及吊放固定杆(4);
所述水密接插件(2)设置在所述电子仓上盖本体(1)上;所述水密电缆(3)的一端连接所述水密接插件(2),所述水密电缆(3)的另一端连接所述通信模块;
所述吊放固定杆(4)设置在所述电子仓上盖本体(1)上,所述吊放固定杆(4)用于固定吊放所述电子仓上盖本体(1)。
3.根据权利要求2所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述水密接插件(2)包括水密插头和水密插座;
所述水密插座设置在所述电子仓上盖本体(1)上,所述水密插头插接在所述水密插座上;所述水密电缆(3)连接所述水密插头。
4.根据权利要求2所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述电子仓包括第一电子仓本体(5)、第二电子仓本体(6)、第三电子仓本体(7)、第四电子仓本体(8)、第一换能器(9)、第二换能器(10)、第三换能器(11)、第四换能器(12)、温度传感器(13)以及压力传感器(14);
所述电子仓上盖本体(1)为十字架结构;所述第一电子仓本体(5)、所述第二电子仓本体(6)、所述第三电子仓本体(7)、所述第四电子仓本体(8)分别设置在所述电子仓上盖本体(1)的四个不同支架上;
所述第一电子仓本体(5)、所述第二电子仓本体(6)、所述第三电子仓本体(7)以及所述第四电子仓本体(8)上均设置有第一换能器(9)、第二换能器(10)、第三换能器(11)、第四换能器(12);
所述温度传感器(13)设置在所述第一电子仓本体(5)上,所述压力传感器(14)设置在所述第三电子仓本体(7)上。
5.根据权利要求4所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述第一电子仓本体(5)、所述第二电子仓本体(6)、所述第三电子仓本体(7)以及所述第四电子仓本体(8)的底部均设置有第一角槽、第二角槽、第三角槽以及第四角槽;
所述第一角槽用于放置所述第一换能器(9),所述第二角槽用于放置所述第二换能器(10)、所述第三角槽用于放置所述第三换能器(11)、所述第四角槽用于放置所述第四换能器(12);
所述第一角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为10°;所述第二角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为20°;所述第三角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为30°;所述第四角槽底部的垂直法线与其所在电子仓顶部的法线的夹角为45°。
6.根据权利要求5所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述第一换能器(9)发射声波的方向与所述第一角槽底部法线方向一致;所述第二换能器(10)发射声波的方向与所述第二角槽底部法线方向一致;所述第三换能器(11)发射声波的方向与所述第三角槽底部法线方向一致;所述第四换能器(12)发射声波的方向与所述第四角槽底部法线方向一致。
7.根据权利要求4所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述硬件电路板上设置有十六个通道;
所述硬件电路板对应每个所述第一换能器(9)设置有一个通道,所述硬件电路板上对应每个所述第二换能器(10)设置有一个通道,所述硬件电路板对应每个所述第三换能器(11)设置有一个通道,所述硬件电路板对应每个所述第四换能器(12)设置有一个通道;
每个所述通道包括压力监测电路、温度监测电路、D/A转换电路、功率放大电路、匹配电路、收发转换电路、带通滤波电路、AGC电路、A/D采集电路以及CPU处理器;
所述监测探头的输出端分别连接所述压力监测电路的输入端和所述温度监测电路的输入端,所述监测探头连接所述收发转换电路连接;
所述压力监测电路的输出端和所述温度监测电路的输出端均连接所述CPU处理器的第一输入端;
所述收发转换电路连接的输出端连接所述带通滤波电路的输入端,所述带通滤波电路的输出端连接所述AGC电路的输入端,所述AGC电路的输出端连接所述A/D采集电路的输入端,所述A/D采集电路的输出端连接所述CPU处理器的第二输入端;
所述CPU处理器的输出端连接所述D/A转换电路的输入端,所述D/A转换电路的输出端连接所述功率放大电路的输入端,所述功率放大电路的输出端连接所述匹配电路的输入端,所述匹配电路的输出端连接所述收发转换电路;
所述CPU处理器连接所述通信模块,所述通信模块连接所述上位机。
8.根据权利要求1所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述电子仓上盖采用钛合金或316L材质。
9.根据权利要求1所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述电子仓采用钛合金、316L或聚四氟乙烯材质。
10.根据权利要求1所述的远程水下桩基冲刷在线监测装置,其特征在于,所述电子仓与所述电子仓上盖之间夹设有密封圈,所述电子仓通过螺栓紧固在所述电子仓上盖上。
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