一种用于深海拖体的紧急安全系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于深海拖体的紧急安全系统，包括：压载器、拖体，所述压载器与拖体之间通过连接缆连接，连接缆的受力部分直接连接到拖体的框架上；其中，压载器包括用于测量压载器对海底相对位置的压载器安全组件；拖体包括声信标与卫星示位信标。本发明专利技术的紧急安全系统在压载器上将测高仪替换为压载器安全组件增强了系统的安全性；压载器和拖体之间新的连接方式降低了成本，增加了操作的便捷性；不使用剪切器和释放器回避了二者虚警的风险；依托卫星定位解决了无线电信标作用距离有限的问题，更有利于拖体搜索。

【技术实现步骤摘要】
一种用于深海拖体的紧急安全系统
本专利技术涉及海洋探测领域，特别涉及一种用于深海拖体的紧急安全系统。
技术介绍
目前，弱正浮力型拖体在海洋调查中应用越来越广泛，其工作原理为：母船利用绞车和光电复合缆连接到压载器上，再通过100m左右的中性浮缆连接到拖体，采用这种方式可将拖体投放到近海底，对海底和水体进行精细探测。母船上安装的超短基线定位系统用于定位拖曳平台。压载器与拖体之间有中性浮缆和保护绳两种连接，保护绳在拖体端连接于声释放器挂钩上，可防止中性浮缆受力。紧急安全系统是深海拖体的重要组成部分，主要功能为在拖体正常作业时监控系统水下的状态，当出现紧急情况(例如万米光纤缆断裂)时，能够保证拖体与压载器断开连接，依靠自身的正浮力上浮至水面，并能够迅速搜索、定位和回收拖体，保证设备安全。参考图1，现有的紧急安全系统包括：压载器、拖体；所述拖体通过中性浮缆与压载器连接；其中，所述压载器上安装有主承重头、主油盒、副油盒、测高仪、平衡油囊；所述主承重头通过拖缆、绞车、光电滑环、甲板缆与水面甲板单元连接，所述主承重头与主油盒连接，主油盒与副油盒连接，在主油盒与副油盒上分别安装有平衡油囊；所述拖体包括油连接盒、平衡油囊、剪切器、声释放器、声信标、无线电信标、光信标等设备；所述油连接盒通过中性浮缆与副油盒连接，在油连接盒上还安装有平衡油囊。当出现紧急情况(例如万米光纤缆断裂)，由位于甲板上的声释放器甲板单元向水下的声释放器发送释放信号，声释放器接收到释放信号后松开挂钩，放开拖曳绳，同时向剪切器提供剪切信号，由剪切器剪断中性浮缆，使拖体与压载器断开，依靠拖体的正浮力上浮至水面，期间使用声信标不间断的定位拖体位置，在拖体上浮至水面后通过光信标和无线电信标确定拖体的位置，方便进行拖体的回收(引自《SIS-3000XLSeafloorImagingSystem》.BenthosInc.及《深水声学拖曳系统》.海洋测绘第25卷第6期)。上述紧急安全系统为作业期间拖体安全提供了保障，在多个型号的深海拖体上也得到了应用。然而，此类紧急安全系统设计存在操作复杂以及不确定因素较多的问题。1、剪切器出现过虚警，也出现过漏警，日常维护复杂；2、系统不具备铱星定位装置，拖体应急释放后寻找较困难；3、如果拖体应急释放(剪切器剪切，释放器释放)，拖体成自由状态，海况恶劣条件下寻找和回收该拖体存在较多困难，仍然存在丢失的可能；4、压载器只能测量距底高度，不具备避障设备，安全性不强。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服已有的用于深海拖体的紧急安全系统所存在的缺陷，从而提供一种安全系数高、操作便捷、便于搜索的紧急安全系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于深海拖体的紧急安全系统，包括：压载器、拖体，所述压载器与拖体之间通过连接缆连接，连接缆的受力部分直接连接到拖体的框架上；其中，所述的压载器包括用于测量压载器对海底相对位置的压载器安全组件；所述拖体包括声信标与卫星示位信标。上述技术方案中，所述连接缆为由光缆、电缆和承重绳组成的光电绳结合缆，或由中性浮缆和承重绳组成。上述技术方案中，所述压载器安全组件进一步包括安全组件电子舱、第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器；其中，所述第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器分别安装于压载器的四个不同方向上；其中，所述第一安全组件换能器安装于压载器的正前方，用于探测拖曳正前方的环境障碍；所述第二安全组件换能器安装于压载器的左前方，用于探测拖曳左前方的环境障碍；所述第三安全组件换能器安装于压载器的右前方，用于探测拖曳右前方的环境障碍；所述第四安全组件换能器安装于压载器的正下方，用于探测拖曳正下方的环境障碍。上述技术方案中，所述安全组件电子舱内包括有控制模块、姿态传感器与罗盘、压力传感器；所述控制模块用于对四个安全组件换能器做收发控制，四个安全组件换能器所采集的数据用于判断障碍物距离；所述姿态传感器与罗盘用于实现压载器姿态和首向的测量；所述压力传感器用于获取压载器的当前工作深度数据。上述技术方案中，所述压载器安全组件为一只能测量压载器距底高度的测高仪。上述技术方案中，所述压载器还包括主承重头、主油盒、平衡油囊；所述主承重头通过拖缆与水面甲板单元连接，所述主承重头还连接到主油盒上；所述平衡油囊与主油盒连接；所述压载器安全组件与主油盒连接。上述技术方案中，所述光电绳结合缆将独立的光缆、电缆和绳缆组合在一起，每隔一段用浮力材料固定。上述技术方案中，所述卫星示位信标为铱星示位信标，或GPS定位装置。上述技术方案中，所述拖体还包括光信标、无线电信标。本专利技术与现有技术相比优势如下：本专利技术的紧急安全系统在压载器上将测高仪替换为压载器安全组件增强了系统的安全性；压载器和拖体之间新的连接方式降低了成本，增加了操作的便捷性；不使用剪切器和释放器回避了二者虚警的风险；依托卫星定位解决了无线电信标作用距离有限的问题，更有利于拖体搜索。附图说明图1是现有的紧急安全系统的结构示意图；图2是本专利技术的紧急安全系统的结构示意图。具体实施方式现结合附图对本专利技术作进一步的描述。参考图2，本专利技术的紧急安全系统包括：压载器、拖体，所述压载器与拖体之间通过连接缆连接，连接缆的受力部分直接连接到拖体的框架上；其中，所述的压载器包括主承重头、主油盒、平衡油囊以及压载器安全组件，所述压载器安全组件用于测量压载器与海底的相对位置；所述主承重头通过拖缆与水面甲板单元连接，所述主承重头还连接到主油盒上；所述平衡油囊与主油盒连接；所述压载器安全组件与主油盒连接；所述拖体内至少包括有声信标与卫星示位信标。下面对系统中的部件做进一步说明。所述压载器安全组件可以是只能测量距底高度的高度计，也可以是能够同时测量距底距离和前方障碍物距离的设备。作为一种优选实现方式，能够同时测量距底高度和前方障碍物距离的高度安全组件进一步包括安全组件电子舱、第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器。所述第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器分别安装于压载器的四个不同方向上。其中，第一安全组件换能器安装于压载器的正前方，用于探测拖曳正前方的环境障碍。第二安全组件换能器安装于压载器的左前方，用于探测拖曳左前方的环境障碍。第三安全组件换能器安装于压载器的右前方，用于探测拖曳右前方的环境障碍。第四安全组件换能器安装于压载器的正下方，用于探测拖曳正下方的环境障碍。所述安全组件电子舱内包括有控制模块、姿态传感器与罗盘(如TCM3)、压力传感器；所述控制模块用于对四个安全组件换能器做收发控制，四个安全组件换能器所采集的数据用于判断障碍物距离；所述姿态传感器与罗盘用于实现压载器姿态和首向的测量；所述压力传感器用于获取压载器的当前工作深度数据。所述连接缆需具备承受拉力、光纤传输和供电的功能，连接缆可由原来的中性浮缆和承重绳组成，也可由单独的光缆、电缆和承重绳组成。作为一种优选实现方式，所述光电绳结合缆由独立的光缆、电缆和绳缆组合在一起，每隔一段用浮力材料固定。所述卫星示位信标为铱星示位信标，或GPS定位装置。作为一种优选实现方式，拖体内可进一步安装光信标和无线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于深海拖体的紧急安全系统，其特征在于，包括：压载器、拖体，所述压载器与拖体之间通过连接缆连接，连接缆的受力部分直接连接到拖体的框架上；其中，所述的压载器包括用于测量压载器对海底相对位置的压载器安全组件；所述拖体包括声信标与卫星示位信标。

【技术特征摘要】
1.一种用于深海拖体的紧急安全系统，其特征在于，包括：压载器、拖体，所述压载器与拖体之间通过连接缆连接，连接缆的受力部分直接连接到拖体的框架上；其中，所述的压载器包括用于测量压载器对海底相对位置的压载器安全组件；所述拖体包括声信标与卫星示位信标；所述用于深海拖体的紧急安全系统不包括剪切器和声释放器；其中，当母船与压载器的物理连接断开时，不切断拖体与压载器之间的连接，保持拖体与压载器在一起。2.根据权利要求1所述的用于深海拖体的紧急安全系统，其特征在于，所述连接缆为由光缆、电缆和承重绳组成的光电绳结合缆，或由中性浮缆和承重绳组成。3.根据权利要求1所述的用于深海拖体的紧急安全系统，其特征在于，所述压载器安全组件进一步包括安全组件电子舱、第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器；其中，所述第一安全组件换能器、第二安全组件换能器、第三安全组件换能器与第四安全组件换能器分别安装于压载器的四个不同方向上；其中，所述第一安全组件换能器安装于压载器的正前方，用于探测拖曳正前方的环境障碍；所述第二安全组件换能器安装于压载器的左前方，用于探测拖曳左前方的环境障碍；所述第三安全组件换能器安装于压载器的右前方，用于探测拖曳右前方的环境障碍；所述第四安全组件换...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓东，曹金亮，赵铁虎，张东升，董聚兵，王晏宾，
申请(专利权)人：中国科学院声学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11