發(fā)布時(shí)間：2021-01-13 00:48

　　海底管線的位置及走向?qū)π鹿芫�鋪設(shè)、港口建設(shè)、橋梁修建、管線維護(hù)等海上工程的施工具有重大參考意義。由于海底管線的路由易受深海復(fù)雜環(huán)境的影響,因此用于探明水下管線路由的各種水下管線路由技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。傳統(tǒng)的水下管線路由技術(shù)包括船載儀器探測(cè)、有纜水下機(jī)器人、潛水探測(cè)等,其在路由作業(yè)時(shí)需要母船支持、受水深影響較大而且系統(tǒng)較為復(fù)雜。因此,傳統(tǒng)探測(cè)方式成本高、應(yīng)用范圍小、路由效率較低。綜合考慮上述的應(yīng)用背景及技術(shù)問(wèn)題,本文研制了一種基于矢量磁測(cè)的水下管線路由系統(tǒng)。該系統(tǒng)以三分量磁傳感器為探測(cè)單元,通過(guò)探測(cè)管線中載波電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)對(duì)水下管線進(jìn)行定位。系統(tǒng)利用管線的定位信息對(duì)管道進(jìn)行自主追蹤。系統(tǒng)對(duì)管線進(jìn)行追蹤的同時(shí),系統(tǒng)上搭載的水下定位系統(tǒng)記錄系統(tǒng)的實(shí)時(shí)位置。路由作業(yè)時(shí),系統(tǒng)的運(yùn)行軌跡即為水下管線的路由。該系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、路由成本低、效率高,而且能夠自主地對(duì)水下管線進(jìn)行跟蹤。在路由系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中,本文首先明確了課題的研究背景和意義,對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究進(jìn)行了深入的了解,并對(duì)比了幾種常見(jiàn)的水下管線路由技術(shù)。接著,本文對(duì)水下管線路由技術(shù)的原理展開(kāi)研究,分析了水下管線的磁場(chǎng)模型,推導(dǎo)出基于三分量磁傳感器對(duì)... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

多波束工作示意圖

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3儀器相比，拖曳式磁力儀測(cè)量對(duì)母船要求相對(duì)較低，普通的小船亦可進(jìn)行作業(yè)，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用無(wú)人船拖曳式磁力儀進(jìn)行管線測(cè)量。但是這種拖曳式磁力儀測(cè)量作業(yè)的效率很低，需要在與管線垂直方向拖曳作業(yè)多次來(lái)獲取多個(gè)管線的位置點(diǎn)才能最終獲取管線的路由[3]。下圖是質(zhì)子磁力儀垂直經(jīng)過(guò)管線上方的磁異常曲線。圖1.2拖曳磁力儀磁異常曲線(3)基于磁陣列的水下管線路由系統(tǒng)，磁阻磁力儀組成的磁陣列作為路由系統(tǒng)的核心。磁陣列系統(tǒng)負(fù)責(zé)探測(cè)海底管線的相對(duì)位置，然后將管線位置信息傳給母船，母船上的操作人員根據(jù)傳回的信息進(jìn)行判斷，然后控制ROV運(yùn)動(dòng)。由于線纜和繩索的限制，母船需要隨著ROV的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。在圖1.3為磁陣列管線路由系統(tǒng)工作示意圖。圖1.3磁陣列管線路由系統(tǒng)工作示意圖(4)TSS350海底管線追蹤系統(tǒng)，TSS350是英國(guó)TSS公司生產(chǎn)的海底電纜追蹤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海底通電電纜的實(shí)時(shí)自主追蹤[4][5]，該系統(tǒng)可以搭載在ROV上。其探測(cè)原理是，通過(guò)測(cè)量帶電電纜產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在空間上的幾何分布，從磁場(chǎng)的分布來(lái)計(jì)算電纜的相對(duì)位置和埋深。在探測(cè)時(shí)需要提前給管線供已知頻率的電流信號(hào)，然后測(cè)量該已知頻率電流所產(chǎn)生的磁

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文3儀器相比，拖曳式磁力儀測(cè)量對(duì)母船要求相對(duì)較低，普通的小船亦可進(jìn)行作業(yè)，目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始使用無(wú)人船拖曳式磁力儀進(jìn)行管線測(cè)量。但是這種拖曳式磁力儀測(cè)量作業(yè)的效率很低，需要在與管線垂直方向拖曳作業(yè)多次來(lái)獲取多個(gè)管線的位置點(diǎn)才能最終獲取管線的路由[3]。下圖是質(zhì)子磁力儀垂直經(jīng)過(guò)管線上方的磁異常曲線。圖1.2拖曳磁力儀磁異常曲線(3)基于磁陣列的水下管線路由系統(tǒng)，磁阻磁力儀組成的磁陣列作為路由系統(tǒng)的核心。磁陣列系統(tǒng)負(fù)責(zé)探測(cè)海底管線的相對(duì)位置，然后將管線位置信息傳給母船，母船上的操作人員根據(jù)傳回的信息進(jìn)行判斷，然后控制ROV運(yùn)動(dòng)。由于線纜和繩索的限制，母船需要隨著ROV的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。在圖1.3為磁陣列管線路由系統(tǒng)工作示意圖。圖1.3磁陣列管線路由系統(tǒng)工作示意圖(4)TSS350海底管線追蹤系統(tǒng)，TSS350是英國(guó)TSS公司生產(chǎn)的海底電纜追蹤系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)海底通電電纜的實(shí)時(shí)自主追蹤[4][5]，該系統(tǒng)可以搭載在ROV上。其探測(cè)原理是，通過(guò)測(cè)量帶電電纜產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在空間上的幾何分布，從磁場(chǎng)的分布來(lái)計(jì)算電纜的相對(duì)位置和埋深。在探測(cè)時(shí)需要提前給管線供已知頻率的電流信號(hào)，然后測(cè)量該已知頻率電流所產(chǎn)生的磁


本文編號(hào)：2973878