基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，涉及泥浆液面识别技术领域，包括多个浊度传感器，多个浊度传感器由下至上安装于泥浆不同液位中，多个浊度传感器均与主控舱连接；浊度传感器包括光纤固定座、光纤过渡舱和电路舱，光纤过渡舱与电路舱连接，光纤固定座安装于光纤过渡舱内，光纤固定座上水平安装有发射光纤和接收光纤，发射光纤和接收光纤同轴相对设置；发射光纤和接收光纤均与输出装置连接，输出装置安装于电路舱内，并与主控舱连接。本发明专利技术还公开一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别方法。本发明专利技术通过检测泥浆在深度方向上的浓度分布，能够实现深海开式井口中泥浆液面的检测识别。深海开式井口中泥浆液面的检测识别。深海开式井口中泥浆液面的检测识别。

【技术实现步骤摘要】
基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置和方法


[0001]本专利技术涉及泥浆液面识别
，特别是涉及一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置和方法。

技术介绍

[0002]在深海钻探开式井口中的泥浆会缓慢向上扩散，在泥浆回收过程中需要获取泥浆扩散的实时液位。由于工作环境在深海，无法通过传统的设备对泥浆的液位进行检测。
[0003]因此，亟待提供一种新型的泥浆液面识别装置和方法，能够在深海钻探开式井口泥浆回收过程中，实时检测泥浆的实时液位，以实现泥浆的精准回收。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置和方法，以解决上述现有技术存在的问题，通过检测泥浆在深度方向上的浓度分布，能够实现深海钻探开式井口泥浆回收过程中泥浆液面的检测识别。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，包括多个浊度传感器，多个所述浊度传感器由下至上安装于泥浆不同液位中，多个所述浊度传感器均与主控舱连接；所述浊度传感器包括光纤固定座、光纤过渡舱和电路舱，所述光纤过渡舱与所述电路舱连接，所述光纤固定座安装于所述光纤过渡舱内，所述光纤固定座上水平安装有发射光纤和接收光纤，所述发射光纤和所述接收光纤同轴相对设置，所述发射光纤和所述接收光纤之间为浊度检测位置；所述发射光纤和所述接收光纤均与输出装置连接，所述输出装置安装于所述电路舱内，并与所述主控舱连接。
[0007]优选的，所述光纤固定座同轴对称设置有两个，所述发射光纤和所述接收光纤分别安装于两个所述光纤固定座内；所述发射光纤和所述接收光纤的外侧均设置有外螺纹，所述光纤固定座内设置有内螺纹，所述发射光纤和所述接收光纤分别与两个所述光纤固定座螺纹连接，所述光纤固定座的内螺纹与所述光纤固定座同轴设置。
[0008]优选的，所述光纤固定座的外侧还设置有外螺纹，所述光纤过渡舱内设置有内螺纹，所述光纤固定座与所述光纤过渡舱螺纹连接。
[0009]优选的，所述光纤固定座远离所述光纤过渡舱的一侧设置有玻璃安装槽，所述玻璃安装槽内安装有透明玻璃，所述发射光纤发射的光能够穿过两个所述光纤固定座上的所述透明玻璃，并被所述接收光纤接收。
[0010]优选的，所述光纤固定座与所述透明玻璃内侧的接触处安装有第一密封圈，所述玻璃安装槽的前端还通过卡簧安装槽安装有卡簧，所述卡簧能够限制所述透明玻璃的轴向位置并向所述第一密封圈施加轴向预紧压力；所述光纤固定座与所述光纤过渡舱的连接处设置有第二密封圈。
[0011]优选的，所述光纤过渡舱通过法兰盘安装于所述电路舱的底部，所述法兰盘通过
第一螺栓与所述电路舱固定连接，所述法兰盘与所述电路舱的连接处设置有第三密封圈。
[0012]优选的，所述电路舱上安装有电路舱后盖，所述电路舱后盖通过第二螺栓与所述电路舱固定连接，所述电路舱后盖与所述电路舱的连接处设置有第四密封圈。
[0013]优选的，所述输出装置包括光纤放大器，所述发射光纤以及所述接收光纤通过光回路与所述光纤放大器连接，所述光纤放大器通过光纤放大器支架安装于所述电路舱后盖上，所述光纤放大器连接有水密件，所述水密件安装于所述电路舱后盖上，所述光纤放大器能够计算出所述光回路中的浊度数据并将所述浊度数据以电压模拟量的方式通过所述水密件向外部输出。
[0014]优选的，所述输出装置还包括电压转RS485模块，所述电压转RS485模块安装于所述光纤放大器支架上；所述电压转RS485模块与所述水密件连接，所述电压转RS485模块能够将所述电压模拟量转换成RS485信号并通过所述水密件向外部以总线方式输出。
[0015]优选的，还包括广角摄像头和照明灯，所述广角摄像头斜向下方布置或者正对于多个所述浊度传感器的中间布置；所述照明灯安装在所述广角摄像头的侧面；所述广角摄像头和所述照明灯通过水密缆与所述主控舱连接。
[0016]本专利技术还公开一种基于上述的基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置的识别方法，包括以下步骤：
[0017]步骤一、将安装好的所述泥浆液面识别装置布放在需要监测泥浆液面的位置；
[0018]步骤二、等待泥浆扩散点开始扩散出泥浆并逐渐上升，所述浊度传感器序列附近浊度开始自下而上逐渐增加；
[0019]步骤三、当某个所述浊度传感器的输出浊度值从较低值新增加到设定的阈值时，则判定泥浆扩散至该所述浊度传感器所在的液位；
[0020]步骤四、当检测到的浊度值不满足位于上方的所述浊度传感器检测到的浊度值小于等于位于其下方所述浊度传感器检测到的浊度值时，所述主控舱向甲板上位机发送异常报警信号，操作人员通过广角摄像头观察是否有异常状况。
[0021]优选的，所述步骤四中，操作人员通过所述广角摄像头查看泥浆上涌过程中是否有异常的乱流；
[0022]如果有异常的乱流，说明所述泥浆液面识别装置工作正常，乱流导致了异常数据，操作人员能够手动清除异常且由人工干预进行判断；
[0023]如果没有异常的乱流，则说明所述泥浆液面识别装置工作异常，需要对所述泥浆液面识别装置进行检查。
[0024]本专利技术相对于现有技术取得了以下有益技术效果：
[0025]1、本专利技术泥浆液面识别装置包括多个浊度传感器，每个浊度传感器通过固定支架安装在不同液位中，浊度传感器会根据周围的泥浆浓度变化实时输出表征不同浊度(同时对应不同泥浆浓度)的数据，进而由位于不同深度的浊度传感器获得泥浆在深度方向上的浓度分布；因为泥浆液面和海水界面必然会存在一个泥浆浓度极大到极小的渐变过程，所以通过检测泥浆在深度方向上的浓度分布，可以实现深海钻探开式井口泥浆回收过程中泥浆液面的检测识别。
[0026]2、本专利技术泥浆液面识别装置整体的体积适中，具有良好的水密性和稳定的工作状态。
[0027]3、本专利技术光纤放大器通过发射光纤和接收光纤实现自发自收，不需要借助其他光源，且发射光纤发射的光是特定频率的，便于接收端将其他频率的噪声信号排除掉，跟其他散射式光纤传感器判断浊度相比，这种检测方式检测得到的信号信噪比高，从而具有更高的检测精度，同时光回路系统所需要的功率很低，浊度传感器产生的热量很小，检测系统比较稳定。
[0028]4、输出可以选择模拟电压信号或RS485总线，两种都为常规的传输方式，提高了浊度传感器输出接口的多样性；RS485通信采用Modbus总线通信协议，主控系统可以通过同一个RS485总线连接多个传感器，提高了浊度传感器的可扩展性。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0030]图1为本专利技术浊度传感器的结构示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，其特征在于：包括多个浊度传感器，多个所述浊度传感器由下至上安装于泥浆不同液位中，多个所述浊度传感器均与主控舱连接；所述浊度传感器包括光纤固定座、光纤过渡舱和电路舱，所述光纤过渡舱与所述电路舱连接，所述光纤固定座安装于所述光纤过渡舱内，所述光纤固定座上水平安装有发射光纤和接收光纤，所述发射光纤和所述接收光纤同轴相对设置，所述发射光纤和所述接收光纤之间为浊度检测位置；所述发射光纤和所述接收光纤均与输出装置连接，所述输出装置安装于所述电路舱内，并与所述主控舱连接。2.根据权利要求1所述的基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，其特征在于：所述光纤固定座同轴对称设置有两个，所述发射光纤和所述接收光纤分别安装于两个所述光纤固定座内；所述发射光纤和所述接收光纤的外侧均设置有外螺纹，所述光纤固定座内设置有内螺纹，所述发射光纤和所述接收光纤分别与两个所述光纤固定座螺纹连接，所述光纤固定座的内螺纹与所述光纤固定座同轴设置；所述光纤固定座的外侧还设置有外螺纹，所述光纤过渡舱内设置有内螺纹，所述光纤固定座与所述光纤过渡舱螺纹连接。3.根据权利要求2所述的基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，其特征在于：所述光纤固定座远离所述光纤过渡舱的一侧设置有玻璃安装槽，所述玻璃安装槽内安装有透明玻璃，所述发射光纤发射的光能够穿过两个所述光纤固定座上的所述透明玻璃，并被所述接收光纤接收；所述光纤固定座与所述透明玻璃内侧的接触处安装有第一密封圈，所述玻璃安装槽的前端还通过卡簧安装槽安装有卡簧，所述卡簧能够限制所述透明玻璃的轴向位置并向所述第一密封圈施加轴向预紧压力；所述光纤固定座与所述光纤过渡舱的连接处设置有第二密封圈。4.根据权利要求1所述的基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，其特征在于：所述光纤过渡舱通过法兰盘安装于所述电路舱的底部，所述法兰盘通过第一螺栓与所述电路舱固定连接，所述法兰盘与所述电路舱的连接处设置有第三密封圈。5.根据权利要求1所述的基于对射光纤式浊度传感器的泥浆液面识别装置，其特征在于：所述电路舱上安装有电路舱后盖，所述电路舱后盖通过第二螺栓与所述电路舱固定连接，所述电路舱后盖与所述电路舱的连接处设置有第四密封圈。6.根据权利要求5所述的基于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓林，陈浩文，殷国乐，王林清，彭时林，黄一梁，于海滨，史剑光，江晓，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：