[发明专利]一种自适应深海自容式监测装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种深海自容式系泊姿态与振动监测装置及其工作方法，该装置包括：检测该装置在海域中的水深信息的水深模块、检测该装置的倾角信息的倾角模块、用于检测该装置在海域中的运行加速度信息的加速度模块，所述水深模块和倾角模块与AD转换模块相连接，所述AD转换模块和加速度模块与微处理器相连接，所述微处理器分别与时钟模块、电源模块和存储模块相连接，所述存储模块与工作模式设定模块相连接，所述工作模式设定模块对该装置的工作状态进行设定和存储。本装置能根据当前的测量值自适应的修改工作模式，可以更有效的测量重要时刻水下系泊的姿态和振动情况。

技术领域

本发明涉及海洋平台水下监测领域，尤其涉及一种深海自容式系泊姿态与振动监测装置及其工作方法。

背景技术

海洋平台结构是开发海洋油气资源的最重要的基础设施，它是海上生产作业和生活的基地。一般海洋平台的服役期为20年，但由于海洋平台造价昂贵、结构复杂、体积庞大、许多海洋平台都是超期服役。由于海洋平台长期在海洋中的恶劣环境下服役，海洋环境的变化对其有很大的影响，加上海水的冲击、侵蚀，海洋平台面临着材料老化等诸多问题，在突发的恶劣情况下，海洋平台极易发生突发状况。海洋平台水下系泊系统与立管系统关系着平台的安全，其姿态、受力与振动需要长时间监测。

目前水下测量仪器大多采用电缆连接式，即通过电缆给传感器供电，同时把水中传感器的信号通过电缆传送回水上终端进行处理。海洋浮式平台靠系泊锚链的收放进行重新定位，在水下拉线会受到限制。无线水下设备传耗电量较大，无法保证持续长久的工作。

现有的独立的存储和电池供电的自容式传感器数据采集装置的工作模式一经设置下水后就不能改变，不能更有效的适应环境变化、专注与测量关键时刻的水下系统数据。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种自适应深海自容式监测装置，根据实时测量到的数据信息判断环境因素，可以实时改变该装置的工作模式，更有效的利用该装置的电量和存储空间，具体方案是：

一种自适应深海自容式监测装置，包括：检测该装置在海域中的水深信息的水深模块、检测该装置的倾角信息的倾角模块、用于检测该装置在海域中的运行加速度信息的加速度模块，所述水深模块和倾角模块与AD转换模块相连接，所述AD转换模块和加速度模块与微处理器相连接，所述微处理器分别与时钟模块、电源模块和存储模块相连接，所述存储模块与工作模式设定模块相连接，所述工作模式设定模块对该装置的工作状态进行设定和存储。

该装置在工作时设定工作状态、休息状态和测试状态；该装置的工作模式信息包括间歇工作时的工作时长、休息时长、加速度工作频率、倾角工作频率和水深工作频率，所述倾角工作频率和水深工作频率一致；

所述工作模式设定模块内存储有工作模式条目的工作状态信息，具体包括水深区间信息、选择本模式的倾角方差区间信息、跳出本模式的最小倾角方差信息、跳出本模式的最小加速度方差信息、本模式下加速度模块的工作频率、倾角模块的工作频率和水深度模块的工作频率。

该装置设定最大优先级模式即系泊收放模式，在该模式下其工作时长未结束时不能从该模式跳出进入其他模式，该工作模式下的工作信息只包含本模式下加速度模块的工作频率、倾角模块的工作频率、工作时长和休息时长信息。

一种自适应深海自容式监测装置的工作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1：该装置通过时钟实时中断计算在各个工作状态下进行的时长，休息状态下：本装置处于最大省电模式，不进行数据采集，当休息时间到达休息时长时进入测试状态开始采集该装置的工作状态信息；

S2：根据采集到的数据信息计算一定时间间隔的加速度数据方差、倾角数据方差、水深数据变化量和水深均值，当测试状态进入时钟中断时：如果水深数据变化量大于水深变化阈值则选择系泊收放模式，如果小于则读出水深均值所在水深区间的所有条目信息，根据计算的倾角数据方差所在的区间选择对应的工作模式；