專利名稱：水下支撐塊水平度檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水平度和深度的檢測，更具體的說，涉及一種針對不能直接接觸的水下構(gòu)筑物的水平度和高程的檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
目前，傳統(tǒng)的水下臨時支撐塊水平度檢測是通過計算鋼纜移動距離來推算出水平度和高程。但由于鋼纜安裝的偏差和伸縮，容易導(dǎo)致測量誤差較大、缺乏可靠性。本系統(tǒng)采用雙軸傾斜傳感器和高精度液位傳感器，可大大提高測量的精度和可靠度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種水下支撐塊水平度檢測裝置和方法，不僅大大提高了測量精度和可靠度，快速、準(zhǔn)確地測出被測物是否安裝到位，同時將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以作為調(diào)整的依據(jù)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種水下支撐塊水平度檢測裝置，所述裝置包括放置在水下待測支撐塊表面、用于檢測其傾角和深度的傾斜傳感器和液位傳感器，所述傾斜傳感器輸出的傾角信號和所述液位傳感器輸出的深度信號通過接收模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊輸出到計算機(jī)上，保存數(shù)據(jù)并通過顯示軟件進(jìn)行顯示。所述傾斜傳感器輸出的模擬電壓信號經(jīng)一信號調(diào)理模塊調(diào)理后，再通過單片機(jī)的 A/D轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)字信號，經(jīng)過相應(yīng)算法，輸出傾角信號，該信號再傳輸給接收模塊。所述信號調(diào)理模塊包括基準(zhǔn)電壓芯片和偏轉(zhuǎn)電壓芯片，基準(zhǔn)電壓芯片將5V輸入電壓調(diào)整到高精度的5V參考電壓，傾斜傳感器輸出的模擬電壓信號和5V參考電壓經(jīng)偏轉(zhuǎn)電壓芯片后將-2. 5 2. 5V的模擬電壓信號調(diào)理到0 5V，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)字信號。所述信號的傳輸是通過通訊電纜來傳輸?shù)?。一種水下支撐塊水平度檢測方法，包括以下步驟
步驟一先將用于測量水位的液位傳感器固定在指定點(diǎn)，該點(diǎn)能提供本地坐標(biāo)的高程及記下指定點(diǎn)到液位傳感器的測量部分的距離；
步驟二 將傾斜傳感器和測量水下支撐塊的液位傳感器放置在水下支撐塊上采集多點(diǎn)數(shù)據(jù)；
步驟三測量完畢，將傳感器信號經(jīng)過處理輸出到計算機(jī)上，進(jìn)行保存和顯示。本發(fā)明技術(shù)方案所帶來的有益效果
采用傾斜傳感器與液位傳感器作為測量模塊，通訊電纜、信號調(diào)理模塊、接收模塊與信號轉(zhuǎn)換模塊作為傳播媒介，計算機(jī)作為測量顯示單元，可以檢測臨時支撐墊塊的安裝是否符合要求，同時通過三維圖形直觀顯示臨時支撐墊塊的姿態(tài)。本發(fā)明系統(tǒng)和方法與傳統(tǒng)測量方式相比能提高檢測效率，即減少潛水員在水下作業(yè)時間；提高測量精度，傾斜角測量誤差小于0. 1度，高程誤差不超過Icm ；測量方便，測量時潛水員不用記錄任何數(shù)據(jù)，避免了人為因素造成的錯誤，同時潛水員在水下可以進(jìn)行其它操作。


以下通過附圖對本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步詳細(xì)描述 圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖2是圖1中信號調(diào)理模塊組成框圖。
具體實(shí)施例方式在圖1中，傾斜傳感器1輸出的模擬電壓信號、經(jīng)信號調(diào)理模塊3轉(zhuǎn)換為0 5V 的模擬電壓信號，將轉(zhuǎn)換后的模擬電壓信號通過單片機(jī)4的A/D轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，同時經(jīng)過相應(yīng)的算法，輸出傾斜角，最后將液位傳感器2輸出的深度信號和單片機(jī)4處理后的傾角信號通過接收模塊5和信號轉(zhuǎn)換模塊6傳遞給計算機(jī)7。圖2所示的信號調(diào)理模塊，包括基準(zhǔn)電壓芯片8和偏轉(zhuǎn)電壓芯片9。首先將5V輸入電壓經(jīng)過基準(zhǔn)電壓芯片8后得到高精度的5V參考電壓，其初始精度為2. OmV,然后傾斜傳感器1的輸出模擬電壓信號和參考電壓經(jīng)偏轉(zhuǎn)電壓芯片9將-2. 5 2. 5V的模擬電壓信號調(diào)理到0 5V，再經(jīng)單片機(jī)4轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)字信號。以下為本發(fā)明技術(shù)方案的一實(shí)施例
某一時刻液位傳感器1的測量深度為hi，液位傳感器2的測量深度為ti2，則我們可以得到測量點(diǎn)此刻的高程為Hcr (L-K1)^2 ；此時刻測量點(diǎn)的橫向和縱向傾斜角即為傾斜傳感器經(jīng)過相應(yīng)處理后得到的ΘΧ、ΘΥ。根據(jù)需要，可設(shè)置采集時間，考慮到液位傳感器的響應(yīng)時間和測量精度，數(shù)據(jù)采集頻率小于0. 1Hz。實(shí)際測量中由于臨時支承墊塊放置的表面有沙粒子或受到水流等影響，測量結(jié)果會有微小的變化，這也可通過軟件記錄下來。本實(shí)施例對臨時支撐塊傾斜角測量誤差在0. 1度以內(nèi)，高程誤差不超過Icm (不考慮波浪帶來的影響)。
權(quán)利要求
1.一種水下支撐塊水平度檢測裝置，其特征在于，所述裝置包括放置在水下待測支撐塊表面用于檢測其傾角和深度的傾斜傳感器和液位傳感器，所述傾斜傳感器輸出的傾角信號和所述液位傳感器輸出的深度信號通過接收模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊輸出到計算機(jī)上，保存數(shù)據(jù)并通過顯示軟件進(jìn)行顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下支撐塊水平度檢測裝置，其特征在于，所述傾斜傳感器輸出的模擬電壓信號經(jīng)一信號調(diào)理模塊調(diào)理后，再通過單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)字信號，輸出傾角信號，該信號再傳輸給接收模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水下支撐塊水平度檢測裝置，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括基準(zhǔn)電壓芯片和偏轉(zhuǎn)電壓芯片，基準(zhǔn)電壓芯片將5V輸入電壓調(diào)整到高精度的5V參考電壓，傾斜傳感器輸出的模擬電壓信號和5V參考電壓經(jīng)偏轉(zhuǎn)電壓芯片后將-2. 5 2. 5V 的模擬電壓信號調(diào)理到0 5V，再經(jīng)單片機(jī)轉(zhuǎn)換為所需要的數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的水下支撐塊水平度檢測裝置，其特征在于，所述裝置中的信號是通過通訊電纜來傳輸?shù)摹?br> 5.一種水下支撐塊水平度檢測方法，采用如權(quán)利要求1至4中任一所述的裝置，包括以下步驟步驟一先將用于測量水位的液位傳感器固定在指定點(diǎn)，該點(diǎn)能提供本地坐標(biāo)的高程及記下指定點(diǎn)到液位傳感器的測量部分的距離；步驟二 將傾斜傳感器和測量水下支撐塊的液位傳感器放置在水下支撐塊上采集多點(diǎn)數(shù)據(jù)；步驟三測量完畢，將傳感器信號經(jīng)過處理輸出到計算機(jī)上，進(jìn)行保存和顯示。
全文摘要
一種水下支撐塊水平度檢測裝置及方法，包括放置在水下待測支撐塊表面用于檢測其傾角和深度的傾斜傳感器和液位傳感器，所述傾斜傳感器輸出的傾角信號和所述液位傳感器輸出的深度信號通過接收模塊和信號轉(zhuǎn)換模塊輸出到計算機(jī)上，保存數(shù)據(jù)并通過顯示軟件進(jìn)行顯示。本發(fā)明提供的檢測裝置和方法，不僅大大提高了測量精度和可靠度，快速、準(zhǔn)確地測出被測物是否安裝到位，同時還能將測量數(shù)據(jù)記錄下來，以作為調(diào)整的依據(jù)。
文檔編號G01C5/04GK102506820SQ20111032067
公開日2012年6月20日 申請日期2011年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月20日
發(fā)明者吳剛, 孫斌, 張必能, 沈永芳, 王劍虹 申請人:上海交大?？?集團(tuán))有限公司, 上海交通大學(xué)