[發明專利]一種雙探棒式海纜探測系統及其探測方法

在審

• 申請號: 201510502803.1
• 申請日: 2015-08-14
• 公開（公告）號: CN105044784A
• 公開（公告）日: 2015-11-11
• 發明（設計）人: 王冰;涂崗剛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01V3/11
• 分類號: G01V3/11
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及海纜探測領域，特別是涉及一種雙探棒式海纜探測系統及其探測方法。

背景技術

在海纜定位領域中，路由探測(Routingdetection)和埋深探測(Depthdetection)問題是研究者最為關注的問題之一。路由探測即探測獲知海纜在海底的鋪設位置以及海纜在海底的鋪設軌跡。埋深探測即探測獲知海纜在海底的鋪設深度。

選擇海纜的探測方法時，需要統籌考慮多方面的因素，包括實現的難易程度、經濟成本、探測能力、抗干擾能力等。因此，所采用的海纜探測方法對海纜的探測精度和距離是關注的重點。當前海纜探測方法一般都基于聲學、光學、電學或磁學理論，對海纜的路由和埋深進行探測。目前海纜的探測方法大致分為兩大類：無源探測法和有源探測法。無源探測法包括金屬探測法和聲、光學探測法；有源探測法包括絕對磁場法和交流磁場法。金屬探測法利用探測金屬的方法去探測海底的海纜。雖然此方法不用在海纜中加任何信號就可以探測出海纜的路由和埋深，但是由于目前的金屬探測技術作用距離較小(一般在幾十厘米之內)，所以此方法的探測距離很有限；聲、光學探測法利用聲學探測設備(聲吶)或光學探測設備(CCD攝像機)等，在海底進行圖形采集，通過人工的勘察、記錄、分析后，獲得海纜的路由和走向。此方法只能探測出海纜的路由，而不能探測出海纜的具體埋深。另外，此方法的設備造價十分高昂；絕對磁場法在海纜中施加直流信號，通過磁場儀或地磁儀探測到的磁異常現象來探測海纜路由。雖然，此方法的磁場儀或地磁儀的構成簡單，且靈敏度很高可以達到測量要求。但是，如果海纜周圍存在較多的磁性物質，海纜的探測將會受到較大的干擾，其抗干擾性較差；交流磁場探測法在海纜中施加交流信號，利用特制的探棒就可在海纜附近感應出相同頻率的電壓信號。通過對這個特定頻率電壓信號的經過提取后，進行分析處理，就可以探測出海纜的位置、走向及埋設深度。但是，現有技術中采用交流磁場探測法的探測系統的結構和操作都較復雜，且現有技術中的交流磁場探測法的探測精度較低。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種結構簡單、操作方便、探測精度高的雙探棒式海纜探測系統及其探測方法。

技術方案：為達到此目的，本發明采用以下技術方案：

本發明所述的雙探棒式海纜探測系統，包括探棒感應模塊、濾除干擾信號模塊、峰值信號提取模塊、核心處理器模塊、鍵盤模塊、液晶顯示模塊和電源模塊；探棒感應模塊采用雙探棒結構，包括第一探棒感應電路和第二探棒感應電路，其中，第一探棒感應電路包括第一探棒，第二探棒感應電路包括第二探棒，兩個探棒之間通過固定長度的連接桿相連，兩個探棒的軸線方向相互平行，且軸線方向均垂直于連接桿；濾除干擾信號模塊包括第一濾除干擾信號電路和第二濾除干擾信號電路；峰值信號提取模塊包括第一峰值信號提取電路和第二峰值信號提取電路；核心處理器模塊的模擬信號輸入端設有AD信號采集電路；鍵盤模塊包括海纜測深按鍵和停止海纜測深按鍵；第一探棒感應電路的輸出端連接第一濾除干擾信號電路的輸入端，第一濾除干擾信號電路的輸出端連接第一峰值信號提取電路的輸入端，第二探棒感應電路的輸出端連接第二濾除干擾信號電路的輸入端，第二濾除干擾信號電路的輸出端連接第二峰值信號提取電路的輸入端，且第一峰值信號提取電路的輸出端與第二峰值信號提取電路的輸出端分別連接AD信號采集電路的輸入端，鍵盤模塊連接核心處理器模塊的第一I/O端口，核心處理器模塊的第二I/O端口連接液晶顯示模塊的輸入端，電源模塊通過核心處理器模塊的電源接口分別連接探棒感應模塊、濾除干擾信號模塊、峰值信號提取模塊、核心處理器模塊、鍵盤模塊和液晶顯示模塊。

進一步，所述第一探棒感應電路包括一個運算放大器A1；運算放大器A1的正電源端連接電容C2后接地，且正電源端用電壓為VCC的電源供電，運算放大器A1的負電源端接地，運算放大器A1的同相輸入端連接電阻R1的一端，電阻R1的另一端分別連接電容C1的一端和電感L的一端，電容C1的另一端和電感L的另一端均接地；運算放大器A1的反相輸入端分別連接電阻R2的一端和電阻R3的一端，電阻R2的另一端接地，電阻R3的另一端連接滑動變阻器S1的一端，滑動變阻器S1的另一端連接運算放大器A1的輸出端，運算放大器A1的輸出端還連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接電容C3后接地，且電阻R4的另一端也作為輸出端口。

進一步，所述峰值信號提取模塊包括一個單電源供電的運算放大器。

進一步，所述液晶顯示模塊包括一個有機發光二極管。

進一步，所述電源模塊包括一個電池和一個三端穩壓管。