本發(fā)明涉及一種水下高壓水清污噴頭三維定位裝置，屬于海洋水下作業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。其采用3d聲吶測(cè)距、溫鹽補(bǔ)償及與特定高壓水槍清污時(shí)污物致水混波形的識(shí)別技術(shù)，另外，密封、防腐及耐海水壓力等方面也要求較高。

背景技術(shù)：

海洋作業(yè)及海洋油氣采礦業(yè)需求日益提升，船舶、海洋裝備及海洋油氣井架大量涌現(xiàn)。不可忽視，以海蠣子為代表的生物附著物以不同的形式大幅降低設(shè)備性能，作為對(duì)抗技術(shù)的水下高壓水清污技術(shù)，作業(yè)時(shí)因水環(huán)境阻礙污物擴(kuò)散而導(dǎo)致潛水員視線條件差使得控制噴頭位置困難，且高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的距離及沖角不合適將大幅降低作業(yè)效率。相較位于地面高壓水清污作業(yè)噴頭的定位，水下作業(yè)時(shí)噴頭定位位置精度差得多，基本處于盲視狀態(tài)，并容易在反作用載荷的變化下破壞潛水員平衡而大幅偏離作業(yè)位置，使得作業(yè)難度大幅提高、或作業(yè)效率大幅下降。事實(shí)是現(xiàn)有的水下高壓水清污作業(yè)成本高、作業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差、對(duì)于油氣采礦業(yè)則推高了采掘成本而降低競(jìng)爭(zhēng)力。

水下清污高壓水噴頭采用特別設(shè)計(jì)的3d定位裝置將解決潛水員噴頭位置控制困難問(wèn)題。本技術(shù)通過(guò)提示噴頭與作業(yè)對(duì)象距離及沖角的3d定位模式輔助控制噴頭位置，將大幅提高水下清污高壓水噴頭定位能力及作業(yè)效率，減少清污能耗、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有效解決因水混盲視致對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)困難而導(dǎo)致作業(yè)效率低下的問(wèn)題。該模式對(duì)于水下清污作業(yè)效率及作業(yè)精準(zhǔn)性方面具有明顯的先進(jìn)性，具有較大的發(fā)展前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種水下高壓水清污噴頭三維定位裝置，其采用3d聲吶測(cè)距、溫鹽補(bǔ)償及與特定高壓水槍清污時(shí)污物致水混波形的識(shí)別技術(shù)，解決水下高壓水清污作業(yè)時(shí)因水環(huán)境阻礙污物擴(kuò)散而導(dǎo)致潛水員視線條件差條件下，噴頭位置控制困難而導(dǎo)致的作業(yè)可靠性差、作業(yè)效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大等對(duì)應(yīng)的技術(shù)難題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種水下高壓水清污噴頭三維定位裝置，包括長(zhǎng)度可變水槍、通過(guò)噴頭快鎖器固定在長(zhǎng)度可變水槍槍管前端的高壓水噴頭、連接槍管后端的高壓水進(jìn)水管，所述槍管通過(guò)水槍快鎖器固定槍身上，還包括設(shè)置在槍身上的水下聲吶3d定位單元，所述的水下聲吶3d定位單元包括電路連接的聲吶信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、具有一個(gè)發(fā)射單元和三個(gè)沿圓周等距分布的接受單元的聲吶、信號(hào)放大器、距離識(shí)別及修正模塊、溫度及鹽度測(cè)量模塊、警示裝置，所述的聲吶信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生的聲吶信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后由聲吶的發(fā)射單元發(fā)射出去；所述信號(hào)放大器將聲吶的接受單元接收的聲吶反射信號(hào)放大后輸至距離識(shí)別及修正模塊；所述的溫度及鹽度測(cè)量模塊用于檢測(cè)所在水域的鹽度及溫度信息本輸送至距離識(shí)別及修正模塊；所述的距離識(shí)別及修正模塊通過(guò)識(shí)別放大的聲吶反射信號(hào)并結(jié)合鹽度及溫度信息的補(bǔ)償，獲得高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置，同時(shí)將當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置進(jìn)行比較；所述的警示裝置用于顯示當(dāng)前高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置、根據(jù)當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置的比較結(jié)果進(jìn)行超欠程報(bào)警、記錄。

進(jìn)一步地，所述的聲吶信號(hào)發(fā)生器包括振蕩電路及時(shí)基電路，所述的振蕩電路用于聲納脈沖形成，其脈沖寬度及數(shù)量可控；所述時(shí)基電路用于控制聲吶脈沖頻率基準(zhǔn)。

進(jìn)一步地，當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置大于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置時(shí)，所述的警示裝置進(jìn)行超程報(bào)警，反之，進(jìn)行欠程報(bào)警。

進(jìn)一步地，所述的溫度及鹽度測(cè)量模塊包括溫度傳感器、鹽度傳感器。

進(jìn)一步地，所述的3d實(shí)時(shí)位置包括高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前距離、高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前沖角。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果是：本技術(shù)方案通過(guò)水下高壓水清污噴頭三維定位技術(shù)，大幅提高定位可靠性，從而提高了作業(yè)精準(zhǔn)性、作業(yè)效率及作業(yè)安全性，很好地解決解決了水下清污作業(yè)難題。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例的水下高壓水清污噴頭三維定位裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例的水下聲吶3d定位單元組成示意圖。

圖中：1-高壓水進(jìn)水管、2-水下聲吶3d定位單元、3-高壓水噴頭、4-噴頭快鎖器、5-長(zhǎng)度可變水槍、6-水槍快鎖器。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。

一種水下高壓水清污噴頭三維定位裝置，包括長(zhǎng)度可變水槍5、通過(guò)噴頭快鎖器4固定在長(zhǎng)度可變水槍5槍管前端的高壓水噴頭3、連接槍管后端的高壓水進(jìn)水管1，所述槍管通過(guò)水槍快鎖器6固定槍身上，還包括設(shè)置在槍身上的水下聲吶3d定位單元2，所述的水下聲吶3d定位單元2包括電路連接的聲吶信號(hào)發(fā)生器、功率放大器、具有一個(gè)發(fā)射單元和三個(gè)沿圓周等距分布的接受單元的聲吶、信號(hào)放大器、距離識(shí)別及修正模塊、溫度及鹽度測(cè)量模塊、警示裝置，所述的聲吶信號(hào)發(fā)生器將產(chǎn)生的聲吶信號(hào)經(jīng)功率放大器放大后由聲吶的發(fā)射單元發(fā)射出去；所述信號(hào)放大器將聲吶的接受單元接收的聲吶反射信號(hào)放大后輸至距離識(shí)別及修正模塊；所述的溫度及鹽度測(cè)量模塊用于檢測(cè)所在水域的鹽度及溫度信息本輸送至距離識(shí)別及修正模塊；所述的距離識(shí)別及修正模塊通過(guò)識(shí)別放大的聲吶反射信號(hào)并結(jié)合鹽度及溫度信息的補(bǔ)償，獲得高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置，同時(shí)將當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置進(jìn)行比較，所述的3d實(shí)時(shí)位置包括高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前距離、高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前沖角；所述的警示裝置用于顯示當(dāng)前高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置、根據(jù)當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置與對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置的比較結(jié)果進(jìn)行超欠程報(bào)警、記錄。

所述的聲吶信號(hào)發(fā)生器包括振蕩電路及時(shí)基電路，所述的振蕩電路用于聲納脈沖形成，其脈沖寬度及數(shù)量可控。所述時(shí)基電路用于控制聲吶脈沖頻率基準(zhǔn)。

當(dāng)前3d實(shí)時(shí)位置大于對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置時(shí)，所述的警示裝置進(jìn)行超程報(bào)警，反之，進(jìn)行欠程報(bào)警。超程報(bào)警時(shí)，操作員可以及時(shí)縮減高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的距離和\或高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的沖角直至警報(bào)消除；欠程報(bào)警時(shí)，操作員可以及時(shí)增加高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的距離和\或高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象的沖角直至警報(bào)消除，本實(shí)施例通過(guò)提示高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象3d實(shí)時(shí)位置的模式輔助控制高壓水噴頭位置，將大幅提高水下清污高壓水噴頭定位能力及作業(yè)效率，減少清污能耗、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，有效解決因水混盲視致對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)困難而導(dǎo)致作業(yè)效率低的問(wèn)題，實(shí)時(shí)指導(dǎo)作業(yè)，該模式對(duì)于水下清污作業(yè)效率及作業(yè)精準(zhǔn)性方面具有明顯的先進(jìn)性。

所述的溫度及鹽度測(cè)量模塊包括溫度傳感器、鹽度傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前作業(yè)水域的水溫和鹽度，因水溫和鹽度會(huì)對(duì)聲音在水下的傳播產(chǎn)生一定影響，因此，通過(guò)溫度傳感器、鹽度傳感器獲取的水溫和鹽度信息對(duì)聲速進(jìn)行補(bǔ)償，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性和精度。

對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置由特定高壓水槍結(jié)構(gòu)、高壓水參數(shù)、作業(yè)水深等要求確定，清污時(shí)污物致水混特征與特定高壓水槍結(jié)構(gòu)及噴頭相關(guān)，高壓水進(jìn)水管、高壓水噴頭、噴頭快鎖器、長(zhǎng)度可變水槍、水槍快鎖器的不同結(jié)構(gòu)及不同作用原理的功能器件綜合作用決定3d定位的有效性，將以上參數(shù)對(duì)高壓水噴頭與作業(yè)對(duì)象3d定位進(jìn)行標(biāo)定，獲得符合當(dāng)前要求的標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)位置是實(shí)現(xiàn)相應(yīng)工況下水聲3d定位的有效性的重要參考數(shù)據(jù)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明的應(yīng)用不限于上述的具體說(shuō)明，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可以根據(jù)上述的說(shuō)明加以改進(jìn)或變化，所有這些改進(jìn)和變化都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。