[发明专利]一种水下高压水清污喷头三维定位装置

说明书

本发明公开了一种水下高压水清污喷头三维定位装置，包括长度可变水枪、通过喷头快锁器固定在长度可变水枪枪管前端的高压水喷头、连接枪管后端的高压水进水管、所述枪管通过水枪快锁器固定枪身上，还包括设置在枪身上的水下声呐3D定位单元，所述水下声呐3D定位单元包括电路连接的声呐信号发生器、功率放大器、具有一个发射单元和三个沿圆周等距分布的接受单元的声呐、信号放大器、距离识别及修正模块、温度及盐度测量模块、警示装置。本发明通过声呐3D定位方式大幅提高水下清污高压水喷头定位能力及作业效率，减少清污能耗、降低劳动强度，有效解决因水混盲视导致作业效率低的问题，对于水下清污作业效率及作业精准性方面优势明显。

技术领域

本发明涉及一种水下高压水清污喷头三维定位装置，属于海洋水下作业技术领域。其采用3D声呐测距、温盐补偿及与特定高压水枪清污时污物致水混波形的识别技术，另外，密封、防腐及耐海水压力等方面也要求较高。

背景技术

海洋作业及海洋油气采矿业需求日益提升，船舶、海洋装备及海洋油气井架大量涌现。不可忽视，以海蛎子为代表的生物附着物以不同的形式大幅降低设备性能，作为对抗技术的水下高压水清污技术，作业时因水环境阻碍污物扩散而导致潜水员视线条件差使得控制喷头位置困难，且高压水喷头与作业对象的距离及冲角不合适将大幅降低作业效率。相较位于地面高压水清污作业喷头的定位，水下作业时喷头定位位置精度差得多，基本处于盲视状态，并容易在反作用载荷的变化下破坏潜水员平衡而大幅偏离作业位置，使得作业难度大幅提高、或作业效率大幅下降。事实是现有的水下高压水清污作业成本高、作业经济效益差、对于油气采矿业则推高了采掘成本而降低竞争力。

水下清污高压水喷头采用特别设计的3D定位装置将解决潜水员喷头位置控制困难问题。本技术通过提示喷头与作业对象距离及冲角的3D定位模式辅助控制喷头位置，将大幅提高水下清污高压水喷头定位能力及作业效率，减少清污能耗、降低劳动强度，有效解决因水混盲视致对准目标困难而导致作业效率低下的问题。该模式对于水下清污作业效率及作业精准性方面具有明显的先进性，具有较大的发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下高压水清污喷头三维定位装置，其采用3D声呐测距、温盐补偿及与特定高压水枪清污时污物致水混波形的识别技术，解决水下高压水清污作业时因水环境阻碍污物扩散而导致潜水员视线条件差条件下，喷头位置控制困难而导致的作业可靠性差、作业效率低、劳动强度大等对应的技术难题。

本发明的技术方案如下：

一种水下高压水清污喷头三维定位装置，包括长度可变水枪、通过喷头快锁器固定在长度可变水枪枪管前端的高压水喷头、连接枪管后端的高压水进水管，所述枪管通过水枪快锁器固定枪身上，还包括设置在枪身上的水下声呐3D定位单元，所述的水下声呐3D定位单元包括电路连接的声呐信号发生器、功率放大器、具有一个发射单元和三个沿圆周等距分布的接受单元的声呐、信号放大器、距离识别及修正模块、温度及盐度测量模块、警示装置，所述的声呐信号发生器将产生的声呐信号经功率放大器放大后由声呐的发射单元发射出去；所述信号放大器将声呐的接受单元接收的声呐反射信号放大后输至距离识别及修正模块；所述的温度及盐度测量模块用于检测所在水域的盐度及温度信息本输送至距离识别及修正模块；所述的距离识别及修正模块通过识别放大的声呐反射信号并结合盐度及温度信息的补偿，获得高压水喷头与作业对象的当前3D实时位置，同时将当前3D实时位置与对应的标准作业位置进行比较；所述的警示装置用于显示当前高压水喷头与作业对象的当前3D实时位置、根据当前3D实时位置与对应的标准作业位置的比较结果进行超欠程报警、记录。

进一步地，所述的声呐信号发生器包括振荡电路及时基电路，所述的振荡电路用于声纳脉冲形成，其脉冲宽度及数量可控；所述时基电路用于控制声呐脉冲频率基准。

进一步地，当前3D实时位置大于对应的标准作业位置时，所述的警示装置进行超程报警，反之，进行欠程报警。

进一步地，所述的温度及盐度测量模块包括温度传感器、盐度传感器。