基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法及系统

技术领域

本发明属于海缆敷设技术领域，更具体地说，特别涉及一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法及系统。

背景技术

海缆是用绝缘材料包裹的电缆，铺设在海底，分海底通信电缆和海底电力电缆，现代的通信海底电缆都是使用光纤作为材料，传输电话和互联网信号，用于电信传输。

在海缆建设中，需要将海埋设与海底，海缆船是电缆敷设施工作业过程中最重要的装备，而海缆船的电缆装载能力和铺缆能力往往是海缆船的核心能力，其中作业施工的方式有导缆笼方式，但是存在安装繁琐、海缆易损、仅50米以内水深的问题，也有更为先进的悬链线方式敷设，通过海缆船配合敷设犁进行线缆敷设，因此需要考虑到施工船速度、放缆速度、敷设犁速度对海缆的影响。

在悬链线方式敷设作业时，敷设犁采用海缆船拖拽牵引运动，因此放缆速度对海缆张力的影响尤为重要，其中就有公开号为CN111668764A海底电缆敷设装置的控制方法及控制系统的中国发明专利，通过观察海缆入水时的角度推到出需要放缆速度，以保证海缆张力处于正常范围，但是由于水下环境复杂，海缆埋设时，海缆进入敷设犁的角度和方向影响埋设的效果，因此不但需要对海缆张力进行控制，同时也需要监测海缆进入敷设犁的偏离方向和偏离程度，保证海缆以较为理想的角度进入敷设犁，进而获得理想的电缆落地点张力，进而保护海缆不会因为张力过大出现机械损伤，或张力过小而出现打扭。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法及系统，通过入犁角检测装置监测海缆进入敷设犁的偏离方向和偏离程度配合控制放缆速度和海缆船，使海缆的张力和埋设的海缆达到预期效果，以解决现有技术中，悬链线方式敷设海缆时海缆进入敷设犁角度偏离影响敷设效果以及海缆张力过大出现机械损伤，或张力过小出现打扭的技术问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法，包括以下步骤：

S1：在海缆进入敷设犁的入犁口处，至少围绕所述海缆的上下两侧设置接近开关传感器组，实时监测所述海缆进入所述敷设犁时与海底平面形成入犁角的大小；

S2：确定一个入犁角的理想角度；

S3：将实际入犁角与所述理想角度进行对比，根据对比数值控制海缆牵引机的放缆速度。

可选地，在步骤S1中，根据所述接近开关响应的数目和方向实时判别入犁处所述海缆的偏离方向和偏离程度，从而确定入犁角的大小。

可选地，在步骤S3中：

当所述实际入犁角大于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机提高放缆速度；

当所述实际入犁角等于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机放缆速度不变；

当所述实际入犁角小于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机降低放缆速度。

可选地，围绕所述海缆360°阵列设置所述接近开关传感器组。

可选地，所述接近开关传感器组设置在检测单元模块中。

可选地，在步骤S3中，通过状态判断单元将实际入犁角与所述理想角度进行对比。

可选地，在步骤S3中，通过控制单元控制所述海缆牵引机的放缆速度。

基于上述方法，本发明还提供一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设系统，用于实现前文所述的基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法，包括监测单元、状态判断单元以及控制单元，其关键在于：所述监测单元包括设置在海缆进入敷设犁入犁口处的接近开关传感器组，所述接近开关传感器组至少围绕所述海缆上下两侧设置。

可选地，所述接近开关传感器组围绕海缆360°均匀阵列设置。

可选地，所述控制单元与海缆牵引机电性连接。

本发明的显著效果是：

利用入犁角检测装置中设置的接近开关传感器组，可以实时监测推断出海缆进入敷设犁的姿态，通过海缆进入敷设犁时与海底平面的夹角与理想的预设值对比，及时调节放缆速度，保证海缆以较为理想的角度进入敷设犁，进而获得理想的电缆落地点张力，进而保护海缆不会因为张力过大出现机械损伤，或张力过小而出现打扭。

附图说明

图1为本实施例提供的入犁角检测装置安装位置结构示意图；

图2为本实施例提供的入犁角检测装置结构示意图；

图3为本实施例提供的基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设系统的电路原理框图；

图4为接近开关传感器分布关系及入犁角度对比分析图。

图中：1、入犁角检测装置；11、安装环；12、接近开关传感器；2、海缆；3、敷设犁。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法，包括以下步骤：

S1：在海缆进入敷设犁的入犁口处，至少围绕所述海缆的上下两侧设置接近开关传感器组，实时监测所述海缆进入所述敷设犁时与海底平面形成入犁角的大小；

S2：确定一个入犁角的理想角度；

S3：将实际入犁角与所述理想角度进行对比，根据对比数值控制海缆牵引机的放缆速度。

具体实施时，通常在敷设犁的入犁口处安装有入犁角检测装置，如图1和图2所示，通过在敷设犁3的海缆入口处设置一个入犁角检测装置1，用于检测海缆2进入敷设犁3时的姿态，其中入犁角检测装置1包括安装环11和360°均匀阵列在安装环11内壁多组接近开关传感器12，安装环11通常采用组合式，方便使用时快速扣合在海缆2上，海缆2穿过入犁角检测装置1中，使多组接近开关传感器12将其包围，当海缆2的张力变化时，海缆2进入敷设犁3时与海底平面的夹角也会随之变化，此时海缆2会触碰变化方向的接近开关传感器12，根据接近开关传感器12响应的方向判断海缆2偏离方向，根据偏离角度的大小变化，海缆2挤压接近开关传感器12的位置和数量也会发生变化，因此可以根据接近开关的响应数量和位置判断偏离程度。

根据入犁角检测装置1检查海缆2的姿态，可以及时调节海缆2放线速度，具体而言：

当所述实际入犁角大于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机提高放缆速度；

当所述实际入犁角等于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机放缆速度不变；

当所述实际入犁角小于所述理想角度时，控制所述海缆牵引机降低放缆速度。

此外，本实施例还提供一种基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设系统，用于实现前文所述的基于接近开关检测入犁角的海缆悬链线敷设方法，如图3所示，包括监测单元、状态判断单元以及控制单元，所述监测单元包括设置在海缆进入敷设犁入犁口处的接近开关传感器组，所述接近开关传感器组至少围绕所述海缆上下两侧设置，接近开关传感器组可以围绕海缆360°均匀阵列设置，所述控制单元与海缆牵引机电性连接。

具体实施，根据海缆2的粗细确定安装环11的大小和接近开关传感器12的数量，以24个接近开关传感器为例，结合图4可以看出，从正上方沿顺时针方向将24个接近开关传感器依次编号为1～24号，根据入犁角检测装置的安装位置和倾斜角度，假设当前应用场景下海缆悬链线进入铺设犁的理想角度为22.5°～67.5°，等同于在0～90°范围内进行4等分，按照24个接近开关传感器的分布关系，等同于在-45°～45°范围内投影所对应的接近开关传感器，因此，如果在一段时间内，1～4号接近开关传感器和22～24号接近开关传感器频繁的获得监测信号，则说明书线缆贴近安装环的上方，实际入犁角大于理想角度；如果10～16号接近开关传感器频繁的获得监测信号，则说明书线缆贴近安装环的下方，实际入犁角小于理想角度，而其它状态，则说明书入犁角等于理想角度，由于海水波动容易引起线缆晃动，通过分区域方式实现入犁角度的监测，从而根据监测的状态则可控制放缆速度，从而克服背景技术中所描述的技术问题。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。