一种双探棒式海缆探测系统及其探测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双探棒式海缆探测系统，包括探棒感应模块、滤除干扰信号模块、峰值信号提取模块、核心处理器模块、键盘模块、液晶显示模块和电源模块；探棒感应模块采用双探棒结构，两个探棒之间通过固定长度的连接杆相连，两个探棒的轴线方向相互平行，且轴线方向均垂直于连接杆。本发明专利技术还公开了双探棒式海缆探测系统的探测方法，包括探测海缆的位置、走向和埋深。本发明专利技术的系统采用双探棒式结构进行海缆探测，功能明确、结构简单、操作方便，能正确有效地探测海缆的位置、走向和埋深；本发明专利技术的方法基于双探棒式结构，实现方便、探测精度高、误差低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海缆探测领域，特别是涉及一种双探棒式海缆探测系统及其探测方 法。
技术介绍
在海缆定位领域中，路由探测（Routing detection)和埋深探测（Depth detection)问题是研究者最为关注的问题之一。路由探测即探测获知海缆在海底的铺设位 置以及海缆在海底的铺设轨迹。埋深探测即探测获知海缆在海底的铺设深度。 选择海缆的探测方法时，需要统筹考虑多方面的因素，包括实现的难易程度、经济 成本、探测能力、抗干扰能力等。因此，所采用的海缆探测方法对海缆的探测精度和距离是 关注的重点。当前海缆探测方法一般都基于声学、光学、电学或磁学理论，对海缆的路由和 埋深进行探测。目前海缆的探测方法大致分为两大类：无源探测法和有源探测法。无源探 测法包括金属探测法和声、光学探测法；有源探测法包括绝对磁场法和交流磁场法。金属探 测法利用探测金属的方法去探测海底的海缆。虽然此方法不用在海缆中加任何信号就可以 探测出海缆的路由和埋深，但是由于目前的金属探测技术作用距离较小（一般在几十厘米 之内），所以此方法的探测距离很有限；声、光学探测法利用声学探测设备（声呐）或光学 探测设备（CCD摄像机）等，在海底进行图形采集，通过人工的勘察、记录、分析后，获得海缆 的路由和走向。此方法只能探测出海缆的路由，而不能探测出海缆的具体埋深。另外，此方 法的设备造价十分高昂；绝对磁场法在海缆中施加直流信号，通过磁场仪或地磁仪探测到 的磁异常现象来探测海缆路由。虽然，此方法的磁场仪或地磁仪的构成简单，且灵敏度很高 可以达到测量要求。但是，如果海缆周围存在较多的磁性物质，海缆的探测将会受到较大的 干扰，其抗干扰性较差；交流磁场探测法在海缆中施加交流信号，利用特制的探棒就可在海 缆附近感应出相同频率的电压信号。通过对这个特定频率电压信号的经过提取后，进行分 析处理，就可以探测出海缆的位置、走向及埋设深度。但是，现有技术中采用交流磁场探测 法的探测系统的结构和操作都较复杂，且现有技术中的交流磁场探测法的探测精度较低。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种结构简单、操作方便、探测精度高的双探棒式 海缆探测系统及其探测方法。 技术方案：为达到此目的，本专利技术采用以下技术方案： 本专利技术所述的双探棒式海缆探测系统，包括探棒感应模块、滤除干扰信号模块、峰 值信号提取模块、核心处理器模块、键盘模块、液晶显示模块和电源模块；探棒感应模块采 用双探棒结构，包括第一探棒感应电路和第二探棒感应电路，其中，第一探棒感应电路包括 第一探棒，第二探棒感应电路包括第二探棒，两个探棒之间通过固定长度的连接杆相连，两 个探棒的轴线方向相互平行，且轴线方向均垂直于连接杆；滤除干扰信号模块包括第一滤 除干扰信号电路和第二滤除干扰信号电路；峰值信号提取模块包括第一峰值信号提取电路 和第二峰值信号提取电路；核心处理器模块的模拟信号输入端设有AD信号采集电路；键盘 模块包括海缆测深按键和停止海缆测深按键；第一探棒感应电路的输出端连接第一滤除干 扰信号电路的输入端，第一滤除干扰信号电路的输出端连接第一峰值信号提取电路的输入 端，第二探棒感应电路的输出端连接第二滤除干扰信号电路的输入端，第二滤除干扰信号 电路的输出端连接第二峰值信号提取电路的输入端，且第一峰值信号提取电路的输出端与 第二峰值信号提取电路的输出端分别连接AD信号采集电路的输入端，键盘模块连接核心 处理器模块的第一 I/O端口，核心处理器模块的第二I/O端口连接液晶显示模块的输入端， 电源模块通过核心处理器模块的电源接口分别连接探棒感应模块、滤除干扰信号模块、峰 值信号提取模块、核心处理器模块、键盘模块和液晶显示模块。 进一步，所述第一探棒感应电路包括一个运算放大器Al ;运算放大器Al的正电源 端连接电容C2后接地，且正电源端用电压为VCC的电源供电，运算放大器Al的负电源端接 地，运算放大器Al的同相输入端连接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端分别连接电容Cl的 一端和电感L的一端，电容Cl的另一端和电感L的另一端均接地；运算放大器Al的反相输 入端分别连接电阻R2的一端和电阻R3的一端，电阻R2的另一端接地，电阻R3的另一端连 接滑动变阻器Sl的一端，滑动变阻器Sl的另一端连接运算放大器Al的输出端，运算放大 器Al的输出端还连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端连接电容C3后接地，且电阻R4的 另一端也作为输出端口。 进一步，所述峰值信号提取模块包括一个单电源供电的运算放大器。 进一步，所述液晶显示模块包括一个有机发光二极管。 进一步，所述电源模块包括一个电池和一个三端稳压管。 本专利技术所述的双探棒式海缆探测系统的探测方法，包括如下的步骤： 步骤1 :确定海缆的位置：将第一探棒的轴线方向平行于海底平面设置，并将第一 探棒从远处向其感应电动势峰值增大的方向靠近，当感应电动势峰值达到最大时，停止移 动，此时第一探棒下方为海缆的位置； 步骤2 :确定海缆的走向：将第一探棒旋转一周，实时采集其感应电动势峰值，当 感应电动势峰值达到最大时，停止旋转，此时第一探棒的连接杆的指向为海缆的走向； 步骤3 :确定海缆的埋深：采用第一探棒和第二探棒，通过核心处理器模块测量海 缆的埋深，并将测得的结果显示在液晶显示模块上。 进一步，所述步骤3包括如下的步骤： 步骤3. 1 :核心处理器模块对键盘模块进行扫描，判断海缆测深按键是否按下，如 果是，则进行步骤3. 2 ;否则，重新进行步骤3. 1 ; 步骤3. 2 :获取第一探棒的感应电动势峰值和第二探棒的感应电动势峰值； 步骤3. 3 :如果第一探棒的感应电动势峰值大于第二探棒的感应电动势峰值，采 用如下的公式计算海缆的埋深： 其中，h为海缆的埋深，L为连接杆的长度，ε _x为第一探棒的感应电动势峰值， ε b_为第二探棒的感应电动势峰值； 步骤3. 4 :将步骤3. 3中得到的埋深值通过液晶显示模块进行显示； 步骤3. 5 :判断本次探测是否为第一次探测，如果是，则将步骤3. 3中得到的埋深 值作为海缆埋深测量最大值，并进行步骤3. 7 ;否则，进行步骤3. 6 ; 步骤3. 6 :判断步骤3. 3中得到的埋深值是否大于海缆埋深测量最大值，如果是， 则将步骤3. 3中得到的埋深值作为海缆埋深测量最大值；否则，进行步骤3. 7 ; 步骤3. 7 :将海缆埋深测量最大值通过液晶显示模块进行显示； 步骤3. 8 :判断探测是否结束，如果是，则结束；否则，返回步骤3. 2。 有益效果：本专利技术的系统采用双探棒式结构进行海缆探测，功能明确、结构简单、 操作方便，能正确有效地探测海缆的位置、走向和埋深；本专利技术的方法基于双探棒式结构， 实现方便、探测精度高、误差低。【附图说明】 图1为本专利技术的系统框图； 图2为本专利技术的第一探棒感应电当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双探棒式海缆探测系统，其特征在于：包括探棒感应模块(1)、滤除干扰信号模块(2)、峰值信号提取模块(3)、核心处理器模块(4)、键盘模块(5)、液晶显示模块(6)和电源模块(7)；探棒感应模块(1)采用双探棒结构，包括第一探棒感应电路(11)和第二探棒感应电路(12)，其中，第一探棒感应电路(11)包括第一探棒(111)，第二探棒感应电路(12)包括第二探棒(121)，两个探棒之间通过固定长度的连接杆相连，两个探棒的轴线方向相互平行，且轴线方向均垂直于连接杆；滤除干扰信号模块(2)包括第一滤除干扰信号电路(21)和第二滤除干扰信号电路(22)；峰值信号提取模块(3)包括第一峰值信号提取电路(31)和第二峰值信号提取电路(32)；核心处理器模块(4)的模拟信号输入端设有AD信号采集电路(41)；键盘模块(5)包括海缆测深按键和停止海缆测深按键；第一探棒感应电路(11)的输出端连接第一滤除干扰信号电路(21)的输入端，第一滤除干扰信号电路(21)的输出端连接第一峰值信号提取电路(31)的输入端，第二探棒感应电路(12)的输出端连接第二滤除干扰信号电路(22)的输入端，第二滤除干扰信号电路(22)的输出端连接第二峰值信号提取电路(32)的输入端，且第一峰值信号提取电路(31)的输出端与第二峰值信号提取电路(32)的输出端分别连接AD信号采集电路(41)的输入端，键盘模块(5)连接核心处理器模块(4)的第一I/O端口(43)，核心处理器模块(4)的第二I/O端口(44)连接液晶显示模块的输入端，电源模块(7)通过核心处理器模块(4)的电源接口(42)分别连接探棒感应模块(1)、滤除干扰信号模块(2)、峰值信号提取模块(3)、核心处理器模块(4)、键盘模块(5)和液晶显示模块(6)。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王冰，涂岗刚，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32