[发明专利]水下支撑块水平度检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平度和深度的检测，更具体的说，涉及一种针对不能直接接触的水下构筑物的水平度和高程的检测装置和方法。

背景技术

目前，传统的水下临时支撑块水平度检测是通过计算钢缆移动距离来推算出水平度和高程。但由于钢缆安装的偏差和伸缩，容易导致测量误差较大、缺乏可靠性。本系统采用双轴倾斜传感器和高精度液位传感器，可大大提高测量的精度和可靠度。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的缺陷，提供一种水下支撑块水平度检测装置和方法，不仅大大提高了测量精度和可靠度，快速、准确地测出被测物是否安装到位，同时将测量数据记录下来，以作为调整的依据。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种水下支撑块水平度检测装置，所述装置包括放置在水下待测支撑块表面、用于检测其倾角和深度的倾斜传感器和液位传感器，所述倾斜传感器输出的倾角信号和所述液位传感器输出的深度信号通过接收模块和信号转换模块输出到计算机上，保存数据并通过显示软件进行显示。

所述倾斜传感器输出的模拟电压信号经一信号调理模块调理后，再通过单片机的A/D转换为所需要的数字信号，经过相应算法，输出倾角信号，该信号再传输给接收模块。

所述信号调理模块包括基准电压芯片和偏转电压芯片，基准电压芯片将5V输入电压调整到高精度的5V参考电压，倾斜传感器输出的模拟电压信号和5V参考电压经偏转电压芯片后将-2.5～2.5V的模拟电压信号调理到0～5V，再经单片机转换为所需要的数字信号。

所述信号的传输是通过通讯电缆来传输的。

一种水下支撑块水平度检测方法，包括以下步骤：

步骤一：先将用于测量水位的液位传感器固定在指定点，该点能提供本地坐标的高程及记下指定点到液位传感器的测量部分的距离； 

步骤二：将倾斜传感器和测量水下支撑块的液位传感器放置在水下支撑块上采集多点数据；

步骤三：测量完毕，将传感器信号经过处理输出到计算机上，进行保存和显示。

本发明技术方案所带来的有益效果： 

采用倾斜传感器与液位传感器作为测量模块，通讯电缆、信号调理模块、接收模块与信号转换模块作为传播媒介，计算机作为测量显示单元，可以检测临时支撑垫块的安装是否符合要求，同时通过三维图形直观显示临时支撑垫块的姿态。

本发明系统和方法与传统测量方式相比能提高检测效率，即减少潜水员在水下作业时间；提高测量精度，倾斜角测量误差小于0.1度，高程误差不超过1cm；测量方便，测量时潜水员不用记录任何数据，避免了人为因素造成的错误，同时潜水员在水下可以进行其它操作。

附图说明

以下通过附图对本发明技术方案做进一步详细描述：

图1是本发明的系统框图；

图2是图1中信号调理模块组成框图。

具体实施方式

在图1中，倾斜传感器1输出的模拟电压信号、经信号调理模块3转换为0～5V的模拟电压信号，将转换后的模拟电压信号通过单片机4的A/D转换为数字信号，同时经过相应的算法，输出倾斜角，最后将液位传感器2输出的深度信号和单片机4处理后的倾角信号通过接收模块5和信号转换模块6传递给计算机7。

图2所示的信号调理模块，包括基准电压芯片8和偏转电压芯片9。首先将5V输入电压经过基准电压芯片8后得到高精度的5V参考电压，其初始精度为2.0mV，然后倾斜传感器1的输出模拟电压信号和参考电压经偏转电压芯片9将-2.5～2.5V的模拟电压信号调理到0～5V，再经单片机4转换为所需要的数字信号。 

以下为本发明技术方案的一实施例：

某一时刻液位传感器1的测量深度为h₁, 液位传感器2的测量深度为h₂，则我们可以得到测量点此刻的高程为H₀-（L-h₁）-h₂；此时刻测量点的横向和纵向倾斜角即为倾斜传感器经过相应处理后得到的θx、θy。根据需要，可设置采集时间，考虑到液位传感器的响应时间和测量精度，数据采集频率小于0.1Hz。实际测量中由于临时支承垫块放置的表面有沙粒子或受到水流等影响，测量结果会有微小的变化，这也可通过软件记录下来。本实施例对临时支撑块倾斜角测量误差在0.1度以内，高程误差不超过1cm(不考虑波浪带来的影响)。