【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海底缆线埋设，尤其涉及一种用于线缆位置监测的装置和方法。
技术介绍
1、特定型号的埋缆设备，如现有的履带式挖沟机工作时，设备前部抓缆器将线缆抓起之后，需要使后部挖沟工具与线缆对齐，以提高挖沟位置的准确性，使线缆能就地掩埋，而由于线缆的粗硬性，抓缆器处线缆的位置也代表不了挖沟工具处线缆的位置，为了精准定位挖沟的位置，挖沟处线缆的位置监测就至关重要。
2、目前主要通过声呐、摄像头、潜水员辅助和基于电磁场检测等方式来得到线缆的位置信息以供挖沟操作。但水体浑浊时，无法通过摄像头观测到线缆状况；而声呐的有效探测范围对安装位置要求较高，在施工的时候容易受挖沟产生的泥沙干扰，无法穿透泥沙进行探测；潜水员辅助的方法操作风险较大，对海况要求较高。而传统的电磁场检测方法，一般是通过在线缆一端中串入一个大功率的信号发生器产生所需的交变电流，存在设备要求较高，操作困难，以及信号经远距离传输后衰减较大等问题，也有通过安装在车体上的发射天线远距离激发线缆导体产生交变电流，但此种情况下难以产生足够大的交变电流，对激发和检测设备的要求都较高。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种通过近距离耦合、近距离信号传输、检测灵敏度高且可靠的用于线缆位置监测的装置，以及采用该装置进行线缆位置监测的方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案来实现的：
3、一种用于线缆位置监测的装置，用于挖沟埋缆设备上，包括耦合器和感应信号检测器，所述耦合器与挖沟埋
4、所述感应信号检测器包括第一线圈组件、第二线圈组件和信号处理计算模块，所述第一线圈组件和第二线圈组件设置在靠近挖沟工具处，这样得到的位置信息为靠近挖沟工具处的线缆位置，挖沟工具即可根据该位置信息进行精准挖沟，精准埋缆；且第一线圈组件和第二线圈组件分设于待监测线缆的两侧，用于感应线缆上感应电流产生的磁场信号，所述信号处理计算模块与第一线圈组件和第二线圈组件相连，用于根据第一线圈组件和第二线圈组件感应的信号，以及第一线圈组件和第二线圈组件自身的位置计算得到线缆的位置信息。
5、进一步地，所述左耦合单元和右耦合单元均呈半圆环形，左耦合单元和右耦合单元内所述的螺线管卷绕成半圆环形，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，连通的闭合的所述螺线管回路为环形螺线管回路，产生的所述环形磁场为圆环形磁场。
6、进一步地，所述左驱动单元和右驱动单元均包括液压推杆，所述液压推杆的一端铰接在挖沟埋缆设备上，另一端与所述左耦合单元或右耦合单元的半圆环形外侧相连。
7、进一步地，所述左耦合单元和右耦合单元相互合拢后的过线空间呈圆形，其直径为线缆直径的1.5-3倍。
8、进一步地，所述左耦合单元与右耦合单元相对合拢的两侧面，其中一侧面上设置有插头组件，另一侧面上设置有插座组件，所述插头组件上设置有连通插头，所述插座组件设置有连通插座，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，所述连通插头插接入所述连通插座中，使得左耦合单元和右耦合单元内的螺线管连接成一个闭合的可导通电流的环形螺线管，所述环形螺线管的两条外接线分别从左耦合单元和右耦合单元上相互铰接的一端穿出，即一条外接线从左耦合单元的铰接端穿出，另一条外接线从右耦合单元的铰接端穿出，两条外接线再与线圈驱动器连接，线圈驱动器用于给环形螺线管输出特定的电流信号或电压信号。
9、进一步地，所述插头组件还包括第一橡胶衬垫，所述第一橡胶衬垫稍凸出于插头组件所在侧面，所述连通插头穿过第一橡胶衬垫；所述插座组件还包括第二橡胶衬垫，所述第二橡胶衬垫稍凸出于插座组件所在侧面，所述连通插座穿过第二橡胶衬垫，当连通插头插接入连通插座中时，所述第一橡胶衬垫与第二橡胶衬垫相互贴合挤压，将连通插头和连通插座之间的水挤压出去，同时也防止水进入连通插头和连通插座的连接区域，起到绝缘的作用。
10、进一步地，所述耦合器合拢并进行检测工作时，耦合器过线空间的中心与位于抓缆器过线空间底部的线缆的中心处于同一水平线上，以保证线缆位于耦合器过线空间的中心；所述耦合器通过弹性缓冲结构连接在挖沟埋缆设备上，可由带有弹簧的机构连接至车体，并可在一定范围内随线缆浮动。
11、进一步地，所述第一线圈组件和第二线圈组件安装在挖沟埋缆设备车体后部挖沟工具处的支架上，相对车体轴线对称地布置，两者之间间距为1.5-2m；第一线圈组件和第二线圈组件的结构相同，均包括水平线圈和竖直线圈，所述水平线圈和竖直线圈相互垂直设置，所述信号处理模块与水平线圈和竖直线圈相连，其包括放大单元、滤波单元、模数转化单元、fft转换单元、频率筛选单元和计算单元，各水平线圈和竖直线圈上的感应电流依次经过所述放大单元、滤波单元、模数转化单元、fft转换单元、频率筛选单元和计算单元进行处理，最终得到线缆的位置信息。
12、一种用于线缆位置监测的方法，采用上述用于线缆位置监测的装置，包括如下步骤：
13、s1、抓缆器抓取线缆后，挖沟埋缆设备根据抓缆器上偏转传感器的传感信息调整车体的姿势，使得线缆在自重下落在抓缆器过线空间的最低位置；
14、s2、驱动抓缆器后的耦合器自动合拢，线缆自动落入耦合器过线空间的中心，检测耦合器上左耦合单元与右耦合单元连接处的绝缘性是否满足要求；
15、s3、向耦合器的螺线管回路中通入特定频率的交变激励电流，在线缆中产生感应电流，通过检测分布在线缆两侧的第一线圈组件和第二线圈组件中的感应电流，根据第一线圈组件和第二线圈组件的安装位置，计算得到线缆的位置信息。
16、进一步地，s2步骤中检测耦合器上左耦合单元与右耦合单元连接处的绝缘性是否满足要求的方法为：在左耦合单元与右耦合单元的螺线管连接处设置检测回路，在检测回路中通入24v的电压，通过测量电流的大小来判断绝缘与否；
17、s3步骤中通入的交变激励电流为正弦波交流电，频率在20-2khz范围；
18、s3步骤中计算得到线缆的位置信息的方法为：
19、s3-1、所述第一线圈组件和第二线圈组件均包括水平线圈和竖直线圈，所述水平线圈和竖直线圈相互垂直设置；
20、s3-2、对各水平线圈和竖直线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于线缆位置监测的装置，用于挖沟埋缆设备上，其特征在于，包括耦合器和感应信号检测器，所述耦合器与挖沟埋缆设备相连，并靠近挖沟埋缆设备上抓缆器的后方，耦合器包括左耦合单元、右耦合单元、左驱动单元和右驱动单元，所述左驱动单元与左耦合单元相连，所述右驱动单元与右耦合单元相连，左耦合单元的一端与右耦合单元的一端铰接，左耦合单元的另一端和右耦合单元的另一端分别在左驱动单元和右驱动单元的驱动下相互合拢成一个与待监测线缆相适配的过线空间以将线缆圈套其中；左耦合单元和右耦合单元的外壳均为绝缘材料，左耦合单元和右耦合单元内均设置有螺线管，所述螺线管的卷绕方向与左耦合单元或右耦合单元的延伸方向一致，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，左耦合单元和右耦合单元内的螺线管连通成一个闭合的螺线管回路，有电流通过时螺线管产生环形磁场，该环形磁场用于使圈套住的待监测线缆产生感应电流；
2.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元和右耦合单元均呈半圆环形，左耦合单元和右耦合单元内所述的螺线管卷绕成半圆环形，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，连通的闭合的所述螺
3.根据权利要求2所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左驱动单元和右驱动单元均包括液压推杆，所述液压推杆的一端铰接在挖沟埋缆设备上，另一端与所述左耦合单元或右耦合单元的半圆环形外侧相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元和右耦合单元相互合拢后的过线空间呈圆形，其直径为线缆直径的1.5-3倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元与右耦合单元相对合拢的两侧面，其中一侧面上设置有插头组件，另一侧面上设置有插座组件，所述插头组件上设置有连通插头，所述插座组件设置有连通插座，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，所述连通插头插接入所述连通插座中，使得左耦合单元和右耦合单元内的螺线管连接成一个闭合的可导通电流的环形螺线管，所述环形螺线管的两条外接线分别从左耦合单元和右耦合单元上相互铰接的一端穿出，用于连接线圈驱动器。
6.根据权利要求5所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述插头组件还包括第一橡胶衬垫，所述第一橡胶衬垫稍凸出于插头组件所在侧面，所述连通插头穿过第一橡胶衬垫；所述插座组件还包括第二橡胶衬垫，所述第二橡胶衬垫稍凸出于插座组件所在侧面，所述连通插座穿过第二橡胶衬垫，当连通插头插接入连通插座中时，所述第一橡胶衬垫与第二橡胶衬垫相互贴合挤压，将连通插头和连通插座之间的水挤压出去，同时也防止水进入连通插头和连通插座的连接区域，起到绝缘的作用。
7.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述耦合器合拢并进行检测工作时，耦合器过线空间的中心与位于抓缆器过线空间底部的线缆的中心处于同一水平线上，以保证线缆位于耦合器过线空间的中心；所述耦合器通过弹性缓冲结构连接在挖沟埋缆设备上。
8.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述第一线圈组件和第二线圈组件安装在挖沟埋缆设备车体后部挖沟工具处的支架上，相对车体轴线对称地布置，两者之间间距为1.5-2m；第一线圈组件和第二线圈组件的结构相同，均包括水平线圈和竖直线圈，所述水平线圈和竖直线圈相互垂直设置，所述信号处理模块与水平线圈和竖直线圈相连，其包括放大单元、滤波单元、模数转化单元、FFT转换单元、频率筛选单元和计算单元，各水平线圈和竖直线圈上的感应电流依次经过所述放大单元、滤波单元、模数转化单元、FFT转换单元、频率筛选单元和计算单元进行处理，最终得到线缆的位置信息。
9.一种用于线缆位置监测的方法，采用如权利要求1至8任一项所述的用于线缆位置监测的装置，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种用于线缆位置监测的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种用于线缆位置监测的装置，用于挖沟埋缆设备上，其特征在于，包括耦合器和感应信号检测器，所述耦合器与挖沟埋缆设备相连，并靠近挖沟埋缆设备上抓缆器的后方，耦合器包括左耦合单元、右耦合单元、左驱动单元和右驱动单元，所述左驱动单元与左耦合单元相连，所述右驱动单元与右耦合单元相连，左耦合单元的一端与右耦合单元的一端铰接，左耦合单元的另一端和右耦合单元的另一端分别在左驱动单元和右驱动单元的驱动下相互合拢成一个与待监测线缆相适配的过线空间以将线缆圈套其中；左耦合单元和右耦合单元的外壳均为绝缘材料，左耦合单元和右耦合单元内均设置有螺线管，所述螺线管的卷绕方向与左耦合单元或右耦合单元的延伸方向一致，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，左耦合单元和右耦合单元内的螺线管连通成一个闭合的螺线管回路，有电流通过时螺线管产生环形磁场，该环形磁场用于使圈套住的待监测线缆产生感应电流；
2.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元和右耦合单元均呈半圆环形，左耦合单元和右耦合单元内所述的螺线管卷绕成半圆环形，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，连通的闭合的所述螺线管回路为环形螺线管回路，产生的所述环形磁场为圆环形磁场。
3.根据权利要求2所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左驱动单元和右驱动单元均包括液压推杆，所述液压推杆的一端铰接在挖沟埋缆设备上，另一端与所述左耦合单元或右耦合单元的半圆环形外侧相连。
4.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元和右耦合单元相互合拢后的过线空间呈圆形，其直径为线缆直径的1.5-3倍。
5.根据权利要求1所述的一种用于线缆位置监测的装置，其特征在于，所述左耦合单元与右耦合单元相对合拢的两侧面，其中一侧面上设置有插头组件，另一侧面上设置有插座组件，所述插头组件上设置有连通插头，所述插座组件设置有连通插座，当左耦合单元与右耦合单元相互合拢时，所述连通插...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔岳坤，刘浩然，许乾慎，
申请(专利权)人：深海智人广州技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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