一种核电厂明渠测淤与水下探测装置的制作方法

1.本实用新型涉及水下勘察、水下测绘等领域，特别是涉及一种核电厂明渠测淤与水下探测装置。


背景技术：

2.核电厂在运行期间需要大量的冷却水，大多数核电厂都是通过明渠或明渠与隧洞方式进行冷却水取水。海洋环境会不断产生泥沙和海生物，这些会沉积在明渠的底部，为防止这些杂物进入核电厂冷却系统，在明渠上会设置多个拦网，对杂物进行拦截过滤。随着核电厂运行时间的增加，明渠的底部杂物会越来越多，拦网也有破损的风险，这些因素会对核电厂的安全运行产生非常大的影响。因此，必须对明渠的底部淤泥和拦网进行定期的检查和测量，对进一步的处理工作提供有效的数据。
3.目前，对明渠底部淤泥的测量，多是检查人员乘座船体用简易的测量工具对明渠的个别检测点进行测量，然后绘制出整个明渠底部的淤泥厚度图。这种方法，测试点少，测量工具精度又不高，同时检查效率也低，人员的劳动强度大，也有一定的落水风险。对于拦网的测量，多是通过潜水员下水对整个拦网进行人工目视检查，这种方法人员的工作强度非常大，同时有较大的安全风险，检查数据的可溯性较差。
4.近些年，随着无人船应用的增加，也有采用无人船搭载声纳仪器对明渠进行底部测淤。对于水下探测，也有采用水下浮游机器人(rov)。但是目前没有一种机器人，即能实现水下测淤，同时能实现水下视频探测。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于克服现有技术中所述的缺陷，从而提供一种核电厂明渠测淤与水下探测装置，该核电厂明渠测淤与水下探测装置既能够将位置坐标和多波束测深仪采集水下地形深度信息结合在一起，形成整个明渠的水下地形图，再对比明渠的施工图，间接计算出明渠的底部淤泥厚度；又可以自由的在水下运动，进行水下拦网检查和堤坝视频检查，大大提高了测量精度和工作效率，同时，保障了操作人员人身安全。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.一种核电厂明渠测淤与水下探测装置，包括机架组件、视频系统、控制系统、多波束测深仪和定位系统；所述视频系统包括安装在机架组件前部靠上位置的摄像头组件和固定在机架组件前部两侧的水下灯组件，用于视频探测；所述控制系统固定在机架组件底部与所述多波束测深仪连接，用于控制装置自主导航使多波束测深仪采集水下地形深度信息；所述定位系统通过浮块组件安装于机架组件上部。
8.作为一种可实施的方式，所述控制系统为电子舱组件。
9.作为一种可实施的方式，该装置还包括驱动系统，所述驱动系统为水下推进器。
10.作为一种可实施的方式，所述水下推进器至少有两组，其中一组所述水下推进器水平布置，另一组所述水下推进器垂直布置。
11.作为一种可实施的方式，所述摄像头组件带俯仰云台，用于视频探测。
12.作为一种可实施的方式，所述定位系统包括天线，用于接收卫星定位基站信息。
13.作为一种可实施的方式，所述定位系统包括gnss接收器，用于定位。
14.本实用新型的显著效果在于：本实用新型提供的核电厂明渠测淤与水下探测装置可通过多波束测深仪采集水下地形深度信息，并与天线和gnss接收器实时接收卫星定位基站和卫星的定位信息结合在一起，形成整个明渠的水下地形图，再对比明渠的施工图，获得明渠的底部淤泥厚度精确数值，实现精确测量；还可以在水下运动，通过摄像头组件进行水下拦网检查和堤坝视频检查，大大提高了工作效率，同时，保障了操作人员人身安全。
附图说明
15.图1为本实用新型所提供的一种核电厂明渠测淤与水下探测装置示意图；
16.图2为本实用新型所提供的一种核电厂明渠测淤与水下探测装置另一视角示意图。
17.图中：1机架组件，2浮块组件，3摄像头组件，4水下灯组件，5水下推进器，6电子舱组件，7多波束测深仪，8天线，9gnss接收器。
具体实施方式
18.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“左端”、“右端”、“上方”、“下方”、“外侧”、“内侧”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
19.下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
20.如图1和图2所示，本实用新型提供的一种核电厂明渠测淤与水下探测装置，包括机架组件1、视频系统、控制系统、多波束测深仪7和定位系统；所述视频系统包括安装在机架组件1前部靠上位置的摄像头组件3和固定在机架组件1前部两侧的水下灯组件4，用于视频探测；所述控制系统固定在机架组件1底部与所述多波束测深仪7连接，用于控制装置自主导航使多波束测深仪7采集水下地形深度信息；所述定位系统通过浮块组件2安装于机架组件1上部。
21.机架组件1是整个装置的安装基础。浮块组件2安装在机架组件1的上部，作用是提供浮力，整个装置在水下为微正浮力。
22.该装置还包括驱动系统，为水下推进器5，至少有两组，其中一组水下推进器5水平布置，另一组水下推进器5垂直布置，具体为4个水平推进器均匀地安装机架组件1的中间，方向为水平，为装置的进/退、横移和转向等水平运动提供驱动力；2个垂直推进器均匀地安装机架组件1的中间的两侧，方向是垂直，为装置的潜/浮运动提供驱动力。
23.控制系统为电子舱组件6，里面安装着电源、驱动器、各种传感器、卫星定位甲板单元通讯模块等，为整个系统提供动力和控制，同时提供深度、姿态、温度、舱压和湿度等实时信息，还能进行与上位机通讯。水下灯组件4共2个，安装在机架组件1前部的两侧，为视频探测提供辅助照明。
24.定位系统包括天线8和gnss接收器9，分别安装在浮块组件2的上部，进行防水处
理，天线8用于接收卫星定位基站的信息，gnss接收器9用于定位。通过卫星和卫星定位基站的差分信息，明渠测淤与水下探测装置能够接收厘米级的定位精度包括位置和高程。天线8和gnss接收器9只有在水面上才能起作用。通过后期的分析软件，可以将位置坐标和多波束测深仪7采集的水下地形深度信息结合在一块，形成整个明渠的水下地形图，再对比明渠的施工图，间接计算出明渠的底部淤泥厚度。
25.本实用新型提供的核电厂明渠测淤与水下探测装置工作模式有两种：无人船模式和水下机器人模式。
26.核电厂明渠测淤与水下探测装置在水面时，为无人船模式，用于明渠的底部测淤泥。工作时，2个垂直推进器不工作，设备本体为微正浮力，可以漂浮在水面上，天线8和gnss接收器9能够实时接收卫星定位基站和卫星的定位信息。控制系统可以控制4个水平推进器，设备可以实现水面的自主导航运动。相对于常规的无人船只有2个水平推进器，核电厂明渠测淤与水下探测装置有4个推进器，因此运动灵活性更高，可便于控制。运动过程中，多波束测深仪7采集水下地形深度信息。分析软件，可以将位置坐标和多波束测深仪7采集的水下地形深度信息结合在一块，形成整个明渠的水下地形图，再对比明渠的施工图，间接计算出明渠的底部淤泥厚度。
27.核电厂明渠测淤与水下探测装置在水下时，为水下机器人模式，用于明渠的水下视频探测，可以进行水下拦网检查和堤坝检查。工作时，2个垂直推进器正常工作，用于控制设备的水下深度控制。水下工作时，多波束测深仪7、天线8和gnss接收器9不工作，同时有较好的防水性，水下工作时不会进水。
28.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，包括机架组件(1)、视频系统、控制系统、多波束测深仪(7)和定位系统；所述视频系统包括安装在机架组件(1)前部靠上位置的摄像头组件(3)和固定在机架组件(1)前部两侧的水下灯组件(4)，用于视频探测；所述控制系统固定在机架组件(1)底部与所述多波束测深仪(7)连接，用于控制装置自主导航使多波束测深仪(7)采集水下地形深度信息；所述定位系统通过浮块组件(2)安装于机架组件(1)上部。2.根据权利要求1所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，所述控制系统为电子舱组件(6)。3.根据权利要求1所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，还包括驱动系统，所述驱动系统为水下推进器(5)。4.根据权利要求3所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，所述水下推进器(5)至少有两组，其中一组所述水下推进器(5)水平布置，另一组所述水下推进器(5)垂直布置。5.根据权利要求1所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，所述摄像头组件(3)带俯仰云台，用于视频探测。6.根据权利要求1所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，所述定位系统包括天线(8)，用于接收卫星定位基站信息。7.根据权利要求1所述核电厂明渠测淤与水下探测装置，其特征在于，所述定位系统包括gnss接收器(9)，用于定位。

技术总结
本发明具体涉及一种核电厂明渠测淤与水下探测装置，用于核电厂海水系统明渠或前池的底部淤泥厚度，并能进行水下视频探测。该装置包括机架组件、视频系统、控制系统、多波束测深仪和定位系统；视频系统包括安装在机架组件前部靠上位置的摄像头组件和固定在机架组件前部两侧的水下灯组件；还包括驱动系统，为至少两组水下推进器，分别在水平方向和垂直方向布置；控制系统固定在机架组件底部与多波束测深仪连接；定位系统通过浮块组件安装于机架组件上部。该装置在水面上时为无人船模式，通过定位系统接受位置信息，控制系统控制设备自主导航运动使得波束测深仪采集水下地形深度信息；在水下时为水下机器人模式，通过视频系统检查拦网和堤坝。拦网和堤坝。拦网和堤坝。


技术研发人员：吴东栋 管朝鹏 张志义 陈姝 桂亮
受保护的技术使用者：中核武汉核电运行技术股份有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/8/17