[发明专利]沉船水下综合姿态测量仪

说明书

技术领域

本发明涉及水下监测技术，特别是涉及一种沉船水下综合姿态测量仪。

背景技术

对沉没船只、失事舰艇水下姿态的准确掌握是制定救援、打捞方案的重要依据，而在实际打捞作业中，限于水下环境的复杂性，要测量沉船的方向、横倾、纵倾，通常是采用机械式倾斜仪对沉船水下姿态进行人工测量和大致估算，有时也通过声纳和水下电视等设备对局部进行观察。利用声纳对目标姿态进行探测时，要求操作人员具有较强的专业知识和丰富的判断经验，但即使如此也不能对目标方向、横纵倾等数据进行量化。如果需要了解得更为详实，一般由潜水员携带机械式倾斜仪下水对被测物体进行探摸。在这种情况下，潜水员只能进行被测物体静态下的纵横倾测量，而由此根据不完全的测量数据及经验对被测物体姿态做出的判断，显然是不准确的，并且难以量化，不能直观地反央沉船的监测和打捞情况。在打捞的过程中，为了使沉船能按照预期的姿态和位置起浮，必须实时对沉船起浮过程中包括航向、深度、倾斜在内的综合姿态进行测量监控，并以此为依据对水面浮筒充、放气以及打捞缆等设备进行调节，才能顺利完成打捞任务。然而现有的打捞方式下，根本无法掌握沉船基本状况，水面救援人员只能根据经验进行打捞，因而难以对打捞设备进行过程调节，以控制沉船的起浮。

另外，在进行大型水下工程施工和某些水下试验的过程中，为了掌握水下吊装物体是否在其预期的角度位置，或者是否已安放到位，要求水面施工人员实时的对水面吊装设备进行调节。为对水下吊装物的姿态进行快速反应及下一步施工方案制定和工程评价，也需要获得其实时量化的水下综合姿态。

同样，进行水下施工作业时，以往由于不能获得准确和量化的结构物水下姿态数据，给施工和工程评价都带来了一定的困难。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在问题，提供一种新的沉船水下测量设备，该设备能够对沉船水下姿态，以及在整个打捞或施工过程中进行全程三维实时监测。

本发明因此提出了一种沉船水下综合姿态测量仪。该测量仪采用方向、姿态和深度测量技术以及特殊的水下操控和安装结构，对沉船或结构物水下姿态以及在整个打捞和施工过程中进行全程三维实时监测，不仅可以对沉船在水下的方向、深度、纵横倾数据进行测量记录，也可以通过水下电缆将信号传至水面，通过计算机进行实时显示和记录，以便在沉船打捞等水下作业过程中，为打捞作业方案的制定和整个过程控制提供依据和记录。

本发明主要由水面控制部分和水下部分两部分组成。水上部分包括水面计算机、充电适配器、信号电缆。水面计算机内置监控软件，通过信号电缆与充电适配器连接；水下部分包括水下专用电缆、姿态测量仪主机、安装支架及磁吸盘。姿态测量仪主机通过安装支架及磁吸盘，固定在被测沉船上，通过水下电缆与充电适配器连接。姿态测量仪主机主要由水密壳体、信号采集及控制电路、传感器和开关组件构成。其中传感器通过信号线与信号采集及控制电路连接。传感器所采集的数据送给水密壳体内的信号采集及控制电路进行处理，处理后的数据一路通过水下电缆传给水面计算机显示和记录，一路在姿态测量仪主机显示屏上显示。

在进行沉船打捞作业时，将姿态测量仪主机接上水下专用电缆，由潜水员携带至沉船指定位置，确定沉船的舰艏方向后，调整姿态测量仪主机的零位方向与船艏一致，利用安装支架和磁吸盘将姿态测量仪主机吸附在沉船的甲板或其他与沉船水线面平行的建筑上，潜水员开启姿态测量仪主机上的电源开关后即可返回。此时，水面操作人员可通过水面计算机监控软件对沉船姿态进行实时监测、记录与控制，或将沉船的姿态测量数据作为控制和反馈信号，接入打捞浮筒的充/放气装置，实现打捞过程的浮筒自动充放气，从而可大大提高沉船打捞的效率和准确率。

用于打捞过程中的姿态测量和记录时，本发明也可以不连接水下电缆，潜水员将姿态测量仪主机根据沉船舰艏方向固定后，可直接在水下操作、记录和观测，同时还可以进行时间调节、深度方位校准、显示设置等操作。

用作水下吊装、管线布置等水下工程时，可在入水前将姿态测量仪主机接上水下电缆，而后通过安装支架、吸盘安装在管道等吊装物体上，在施工过程中，水面可根据计算机监测软件对吊装物体的姿态反馈，做出实时的调节。

附图说明

图1为本发明沉船水下综合姿态测量仪系统组成原理图：

图2为本发明沉船水下综合姿态测量仪系统结构原理图；

图3为本发明沉船水下综合姿态测量仪主机结构示意图。

图1中：1为安装有监控软件的计算机；2为信号电缆；3为充电适配器；4为水下专用电缆；5为姿态测量仪主机；6水下安装支架；