[發明專利]沉管干舷監測系統及方法

在審

• 申請號: 202210422295.6
• 申請日: 2022-04-21
• 公開（公告）號: CN114658036A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 王強;寧進進;成益品;鎖旭宏;周相榮;管澤旭;孫海豐;陶振杰;韓戰偉;朱嶺;董理科;朱永帥;張超
• 申請（專利權）人: 中交第一航務工程局有限公司;中交一航局第二工程有限公司
• 主分類號: E02D29/073
• 分類號: E02D29/073;E02D33/00;G01C5/00
• 代理公司: 青島清泰聯信知識產權代理有限公司 37256
• 代理人: 張玲

1.沉管干舷監測系統，其特征在于，包括：

測量組件，安裝于沉管的側部，包括護筒和固定安裝于所述護筒內的壓力傳感器，所述護筒開設有通孔以使海水進入所述護筒內與所述壓力傳感器相接觸；

數據傳輸模塊，安裝于所述沉管的頂部，并電連接于所述壓力傳感器以傳輸所述壓力傳感器測得的壓力數據；

服務器，設置于主控室，并與所述數據傳輸模塊通信連接以接收所述壓力傳感器測得的壓力數據；所述服務器上設有計算模塊，所述計算模塊用于根據所述壓力傳感器測得的壓力數據計算所述沉管的干舷。

2.根據權利要求1所述的沉管干舷監測系統，其特征在于，所述壓力傳感器位于所述護筒的中心位置，所述護筒的頂面和底面均開設有所述通孔。

3.根據權利要求2所述的沉管干舷監測系統，其特征在于，所述護筒的頂面和底面均為朝向所述護筒內凹陷的球弧面，所述通孔位于所述球弧面的中心處。

4.根據權利要求1所述的沉管干舷監測系統，其特征在于，所述數據傳輸模塊包括水密盒和封裝于所述水密盒內的電臺，所述電臺電連接于所述壓力傳感器并通信連接于所述服務器。

5.根據權利要求1-4任一項所述的沉管干舷監測系統，其特征在于，所述測量組件為四個，其中，兩個所述測量組件對稱設置于所述沉管的相對兩側面并靠近所述沉管的前端面設置，另外兩個所述測量組件對稱設置于所述沉管的相對兩側面并靠近所述沉管的后端面設置；所述數據傳輸模塊也為四個，所述數據傳輸模塊與所述測量組件一一對應設置。

6.根據權利要求5所述的沉管干舷監測系統，其特征在于，對應連接的所述測量組件和數據傳輸模塊通過一安裝架固定安裝于所述沉管，所述數據傳輸模塊固定安裝于所述安裝架的頂部，所述測量組件固定安裝于所述安裝架的外側。

7.沉管干舷監測方法，其特征在于，采用權利要求1-6任一項所述的沉管干舷監測系統進行監測，包括以下步驟：

壓力傳感器標定：在深塢區內，將測量組件分別沉放至水下3個不同深度的標定點處，記錄所述測量組件中的壓力傳感器在3個所述標定點處對應的讀數分別為y1、y2、y3，通過標尺測量3個所述標定點到同一參考點之間的距離分別為c1、c2、c3，計算得到壓力傳感器的比例系數K，所述比例系數K的計算公式如下：

K1＝(c2-c1)/(y2-y1) (1)

K2＝(c3-c2)/(y3-y2) (2)

K＝(K1+K2)/2 (3)；

測量組件安裝標定：在深塢區內，使沉管漂浮在水面，將測量組件安裝到沉管側部的設計安裝位置，量取所述沉管管頂與水面之間的高度差H_G以及所述壓力傳感器受壓面與所述沉管頂面之間的高度差H_Y，讀取所述壓力傳感器的讀數C₀，計算獲得壓力傳感器的安裝常數D，所述安裝常數D的計算公式如下：

D＝H_Y-H_G-K*C₀ (4)；

沉管干舷實時監測：在沉管浮運過程中，所述壓力傳感器將實時測量的壓力C通過所述數據傳輸模塊傳輸至所述服務器，所述計算模塊實時計算所述沉管的實時干舷H，所述實時干舷H的計算公式如下：

H＝H_Y-D-K*C。

8.根據權利要求7所述的沉管干舷監測方法，其特征在于，所述壓力傳感器標定步驟中，需要判斷所述壓力傳感器的精度是否達標；具體步驟為：計算K2與K1的差值ΔK，若ΔK/K小于1/200，則所述壓力傳感器的精度達標。

9.根據權利要求7或8所述的沉管干舷監測方法，其特征在于，所述壓力傳感器標定步驟中，3個所述標定點的深度為入水0.5m、1.0m和1.5m。

10.根據權利要求7所述的沉管干舷監測方法，其特征在于，所述測量組件安裝標定步驟中，在安裝所述測量組件時，所述壓力傳感器的入水深度大于0.5m。