一种水下建筑监测控制装置的制作方法

本发明涉及水下建筑监测，具体涉及一种水下建筑监测控制装置。

背景技术：

冲刷是当水流流经水下固定基础时发生的一种无法避免的自然现象。在水流流过固定基础时，水流会对固定基础周围的河床进行冲蚀，带走固定基础周围的泥沙等淤积物，从而导致洼坑会在固定基础周围形成。而一旦在固定基础周围出现洼坑，固定基础的强度便会降低。在风暴、海啸等极端气候载荷条件下，强度低的固定基础非常可能会在毫无征兆的情况下的突然坍塌。这类固定基础的冲刷问题已在水利、桥梁、港口等海洋工程领域颇受关注。

而现有技术中，先后研发了利用声纳、超声波、光纤测量等方式的监测方案。其主要用于针对固定基础周围的水底地面沉降情况进行监测。但是往往由于水流的冲刷固定基础本身也会出现裂痕、冲蚀等强度降低的情况，如果不能及时进行监测，也会出现安全隐患。

技术实现要素：

本发明提供一种水下建筑监测控制装置，用于在监测水底沉降情况的同时，实现对水底固定基础的监测，提高安全性。

本发明第一个方面提供一种水下建筑监测控制装置，包括：环状监测主体和限位轨道，所述环状监测主体内具有环形充气腔，所述环状监测主体外部还设置有至少一个防水容置机构和轨道限位机构，所述防水容置机构内包含电源模块、处理模块和存储模块；所述环状监测主体设置有至少一个旋转基座，所述旋转基座上设置有声波探测模块；

所述环状监测主体套设于水下建筑的基柱，所述限位轨道设置于所述基柱的外表面，并与所述轨道限位机构滑动连接；

所述电源模块分别与所述声波探测模块、所述处理模块和所述存储模块电连接；

所述声波探测模块，用于发射声波，并接收反射声波；

所述处理模块，用于在沉降监测模式时，控制所述旋转基座旋转至第一位置，以使所述声波探测模块对所述基柱四周的水底地面进行探测，获取第一声波探测数据；和/或，在建筑监测模式时，控制所述旋转基座旋转至第二位置，以使所述声波探测模块对所述基柱的表面进行探测，获取第二声波探测数据；根据所述第一声波探测数据获取所述基柱四周的水底地面沉降数据；和/或，根据所述第二声波探测数据获取所述基柱的冲刷数据；并将所述沉降数据和/或所述基柱的冲刷数据存储于所述存储模块。

可选的，所述防水容置机构，还包括：无线通讯模块，所述无线通讯模块分别与所述存储模块、所述处理模块和所述电源模块电连接；

所述无线通讯模块，用于接收控制设备发送的模式切换命令；

所述处理模块，用于根据所述模式切换命令，将监控模式在所述沉降监测模式和所述建筑监测模式之间切换。

可选的，所述环状监测主体设置有第一旋转基座和第二旋转基座，所述第一旋转基座上设置第一声波探测模块，所述第二旋转基座上设置第二声波探测模块；

所述处理模块，具体用于当所述第一声波探测模块处于沉降监测模式时，控制所述第一旋转基座旋转至第一位置，以使所述第一声波探测模块对所述基柱四周的水底地面进行探测，获取第一声波探测数据；和/或，当所述第二声波探测模块处于建筑监测模式时，控制所述第二旋转基座旋转至第二位置，以使所述第二声波探测模块对所述基柱的表面进行探测，获取第二声波探测数据。

可选的，所述模式切换命令包含将所述沉降监测模式切换至所述建筑监测模式，则所述处理模块，具体用于控制所述旋转基座从所述第一位置旋转至所述第二位置；或，

所述模式切换命令包含将所述建筑监测模式切换至所述沉降监测模式，则所述处理模块，具体用于控制所述旋转基座从所述第二位置旋转至所述第一位置。

可选的，所述旋转基座内设置有驱动机构，所述驱动机构分别与所述处理模块以及所述电源模块电连接；

所述驱动机构，用于驱动所述旋转基座转动。

本发明实施例提供的水下建筑监测控制装置，通过在环状监测主体上设置可旋转的旋转基座，再在旋转基座上设置声波探测模块，进而实现该声波探测模块在沉降监测模式以及建筑监测模式下的切换监测。从而实现了在监测水底沉降情况的同时，实现对水底固定基础的监测，提高安全性。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种水下建筑监测控制装置的布局示意图；

图1b为本发明实施例提供的一种水下建筑监测控制装置的俯视示意图；

图1c为本发明实施例提供的另一种环状监测主体的状态示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种水下建筑监测控制装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种水下建筑监测控制装置的结构示意图。

具体实施方式

图1a为本发明实施例提供的一种水下建筑监测控制装置的布局示意图，参见图1a，该系统包括：环状监测主体10和限位轨道11，环状监测主体10内具有环形充气腔100，环状监测主体10外部还设置有至少一个防水容置机构101和轨道限位机构102，防水容置机构101内包含电源模块1010、处理模块1012和存储模块1013；环状监测主体10设置有至少一个旋转基座12，旋转基座12上设置有声波探测模块1011；

可选的可知该系统可以具有多条限位轨道11，则需要相应设置对应的轨道限位机构102。具体的，图1b为本发明实施例提供的一种水下建筑监测控制装置的俯视示意图，参见图1b，以四条限位轨道11为例，则对应每个限位轨道11都对应设置两个轨道限位机构102。参见图1b可知，该防水容置机构101也包含4个，根据不同的场景需求，该防水容置机构101的个数也可以调整。另外由于声波探测模块设置于环状监测主体10底部，因此图1b中未示出。

环状监测主体10套设于水下建筑的基柱20，限位轨道11设置于基柱的外表面，并与轨道限位机构102滑动连接；

具体的，该水下建筑的基柱可以为海上风力发电机的基柱，桥墩基柱等。而该限位轨道11可以设置一条或多条，其设置方向为垂直水面的方向。

电源模块1010分别与声波探测模块1011、处理模块1012和存储模块1013电连接；

声波探测模块1011，用于发射声波，并接收反射声波；；

具体的，当处于沉降监测模式时，该声波探测模块1011朝向基柱周围的水底地面发射声波，并收集经水底地面反射后的声波，从而获取水底地面的声波探测数据。该声波的发射周期可以根据场景探测的需求而定，此处不予限定。当处于建筑监测模式时，该声波探测模块1011朝向基柱表面发射声波，并收集经基柱表面反射后的声波，从而获取基柱表面的声波探测数据。

处理模块1012，在沉降监测模式时，控制旋转基座12旋转至第一位置，以使声波探测模块1011对基柱四周的水底地面进行探测，获取第一声波探测数据；和/或，在建筑监测模式时，控制旋转基座12旋转至第二位置，以使声波探测模块1011对基柱的表面进行探测，获取第二声波探测数据；根据第一声波探测数据获取基柱四周的水底地面沉降数据；和/或，根据第二声波探测数据获取基柱的冲刷数据；并将沉降数据和/或基柱的冲刷数据存储于存储模块1013。

本发明实施例提供的水下建筑监测控制装置，通过在环状监测主体上设置可旋转的旋转基座，再在旋转基座上设置声波探测模块，进而实现该声波探测模块在沉降监测模式以及建筑监测模式下的切换监测。从而实现了在监测水底沉降情况的同时，实现对水底固定基础的监测，提高安全性。

优选的，为了便于维护人员对该环状监测主体进行维修，该环状监测主体具备两种状态，即监测状态和回收状态，当处于监测状态时，该环状监测主体处于水底监测位置。而当维护人员需要进行检修时，则通过停止限位状态，进而利用环形充气腔的浮力将该环状监测主体释放至水面，从而便于检修。下面给出实现上述监测状态和回收状态的一种可能的实现方式：

参见图1a，当环状监测主体10处于监测状态时，处理模块1012，还用于控制轨道限位机构102处于限位状态，将环状监测主体10固定于限位轨道11的水底监测位置上。

图1c为本发明实施例提供的另一种环状监测主体的状态示意图，参见图1c，当环状监测主体10处于回收状态时，处理模块1012，还用于控制轨道限位机构102处于非限位状态，则通过环形充气腔100产生的浮力将环状监测主体10释放至水面。

在图1a的基础上，图2为本发明实施例提供的另一种水下建筑监测控制装置的结构示意图，参见图2，该系统，还包括：数据收集服务器13和无线通讯模块1014，其中，无线通讯模块1014设置于防水容置机构101内，并分别与电源模块1010、存储模块1013以及处理模块1012电连接；

处理模块1012，还用于周期性将沉降数据通过无线通讯模块1014发送至数据收集服务器13。

可选的，该数据收集服务器13可以设置于该水下建筑位于水面上的部分，也可以设置于数据监控的设施中。并且可以根据场景需要，为每个水下建筑分别设置一个数据收集服务器13，或者，多个水下建筑的沉降数据统一上报至一个数据收集服务器13。此处不予限定。

可选的，为了能够对沉降监测模式和所述建筑监测模式进行切换，下面给出一种可能的实现方式：

无线通讯模块1014，用于接收控制设备发送的模式切换命令；

处理模块1012，用于根据模式切换命令，将监控模式在沉降监测模式和建筑监测模式之间切换。

具体的，该控制设备可以为上述数据收集服务器13，也可以为其他监控设备。

进一步地，当该水下建筑监测控制装置设置有多个旋转基座及声波探测模块时，本发明实施例提供的方案可以基于不同的声波探测模块进行差异化控制，具体的，下面给出一种可能的实现方式：

在图1的基础上，图3为本发明实施例提供的另一种水下建筑监测控制装置的布局示意图，参见图3，以两个旋转基座和两个声波探测模块为例，环状监测主体10设置有第一旋转基座12a和第二旋转基座12b，第一旋转基座12a上设置第一声波探测模块1011a，第二旋转基座12b上设置第二声波探测模块1011b；

处理模块1012，具体用于当第一声波探测模块1011a处于沉降监测模式时，控制第一旋转基座12a旋转至第一位置，以使第一声波探测模块1011a对基柱四周的水底地面进行探测，获取第一声波探测数据；和/或，当第二声波探测模块1011b处于建筑监测模式时，控制第二旋转基座12b旋转至第二位置，以使第二声波探测模块1011b对基柱的表面进行探测，获取第二声波探测数据。

可选的，模式切换命令包含将沉降监测模式切换至建筑监测模式，则处理模块1012，具体用于控制旋转基座12从第一位置旋转至第二位置；或，

模式切换命令包含将建筑监测模式切换至沉降监测模式，则处理模块1012，具体用于控制旋转基座12从第二位置旋转至第一位置。

进一步地，为了能够实现该旋转基座12的旋转功能，下面给出一种可能的实现方式：旋转基座内设置有驱动机构，驱动机构分别与处理模块以及电源模块电连接；

驱动机构，用于驱动旋转基座转动。

具体的，该驱动机构可以包括电机及传动结构，此处不予限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。