一种长距离水下检测设备和方法与流程

本公开涉及水利工程领域，具体地，涉及一种长距离水下检测设备和方法。

背景技术：

随着水利工程的不断增加，对水利工程的检测和维护需求不断增加。在实际应用中，隧洞一般较长且可能存在弯曲，其在正常工作状态下通常为满水状态，这使得对隧洞进行检测和维护是相当困难的。

现有的一种检测方式是将隧洞里的水排空，随后由检测人员进入隧洞对隧洞进行检测和维护。这种方法存在许多问题。例如，将隧洞里的水排空必然需要耗费大量的人力物力，也影响隧洞的正常工作。此外，隧洞在排空水后，压力状态可能发生变化，对隧洞结构会产生一定影响，从而可能影响隧洞的使用寿命。有些隧洞结构复杂，检测人员可能无法进入到隧洞内。此外，进入隧洞的检测人员还可能在检测过程中面临安全隐患。

现有的另一种检测方式是使用遥控无人潜水器（remoteoperationalvehicle（rov））（以下简称为水下机器人）。水下机器人通常携带有脐带缆，并搭载有各种检测模块以实现所需的各种功能。工作人员将带有脐带缆的水下机器人置于隧洞中，通过所携带的脐带缆进行各种检测操作。这种方法存在许多问题：诸如作业能力低、机动性差、作业范围受限等等。当检测长距离隧洞时，带有脐带缆的水下机器人将面临更严峻的挑战。要检测的距离越长，脐带缆越长，越难以保证供电和信号传输的稳定性。此外，要检测的距离越长，水下机器人前进阻力越大，在隧洞结构复杂（例如，存在弯角）的情况下，水下机器人前进阻力更大，而且可能会对光缆产生破坏性影响。

因此，迫切期望开发出一种能够适用于对满水状态的长距离受限空间进行检测的长距离水下检测设备。

技术实现要素：

以下给出了一个或多个方面的简要概述以提供对此类方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在标识出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以作为稍后给出的更详细描述之序言。

本公开的目的旨在提供一种长距离水下检测设备和方法。

本公开提出了一种用于受限空间的长距离水下检测设备，该长距离水下检测设备包括：帆部，该帆部由水流推动以使该长距离水下检测设备随水流漂流前进；连接到该帆部的电池仓；连接到该电池仓的浮球，该浮球周围设有保护架，其中该保护架上搭载有用于在水下作业的检测模块；以及控制仓，该控制仓与该检测模块电连接并控制该检测模块在水下作业。

本公开提出了一种由上述用于受限空间的长距离水下检测设备检测待测对象的方法，该方法包括：预配置该长距离水下检测设备；将该长距离水下检测设备释放到该待测对象内的水流中；使用长距离水下检测设备所携带的检测模块来检测该待测对象；响应于接收到抛出控制信号而抛出压载配重；以及回收该长距离水下检测设备。

本公开提出的设备小巧灵活，无脐带缆束缚，随水流推动漂流前行，无需电机提供动力来推动前进，续航时间长，特别适用于水下长距离隧洞检测。

提供本发明内容是为了以简化的形式来介绍一些概念，这些概念将在下面的具体实施方式中进一步描述。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。各实施例的其他方面、特征和/或优点将部分地在下面的描述中阐述，并且将部分地从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践来学习。

附图说明

为了能详细理解本公开的以上陈述的特征所用的方式，可参照各方面来对以上简要概述的内容进行更具体的描述，其中一些方面在附图中解说。然而应该注意，附图仅解说了本公开的某些典型方面，故不应被认为限定其范围，因为本描述可允许有其他等同有效的方面。在附图中：

图1示出了根据本公开的一实施例的长距离水下检测设备的示意图；

图2示出了根据本公开的一实施例的抛载装置的示意图；

图3示出了隧洞内的水流状态的示意图；

图4示出了计算结果表；

图5示出了根据本公开的一实施例的用于检测隧洞的流程图；

图6示出了根据本公开的一实施例的用于预配置长距离水下检测设备的配重的过程的流程图；

图7示出了根据本公开的一实施例的用于预配置长距离水下检测设备的抛出定时时间的过程的流程图；

图8示出了根据本公开的一实施例的释放机构的示意图；以及

图9示出了根据本公开的一实施例的回收机构的示意图。

附图中的标记为：帆部1、连接管2、连接卡箍3、电池仓4、抛载装置5、隔板支架51、导杆孔52、导杆53、中间连接件6、浮球7、保护架8、控制仓9、磁性吊环10、释放机构12、主缆121、副缆122、穿线口123、回收机构13、磁块131、打捞吊环132、引导绳133。

具体实施方式

以下结合附图阐述的具体实施方式旨在作为各种配置的描述，而无意表示可实践本文中所描述的概念的仅有配置。本具体实施方式包括具体细节以提供对各种概念的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，没有这些具体细节也可以实践这些概念。

基于本教导，本领域技术人员应领会，本发明的范围旨在覆盖本发明的任何方面，不论其是与本发明的任何其他方面相独立地还是组合地实现的。例如，可以使用所阐述的任何数目的方面来实现设备或实践方法。另外，本发明的范围旨在覆盖使用作为所阐述的本发明的各个方面的补充或者与之不同的其他结构、功能性或者结构及功能性来实践的此类设备或方法。

尽管本文描述了特定方面，但这些方面的众多变体和置换落在本发明的范围之内。虽然提到了优选方面的一些益处和优点，但本发明的范围并非旨在被限定于特定益处、用途或目标。具体实施方式和附图仅仅解说本发明而非限定本发明，本发明的范围由所附权利要求及其等效技术方案来定义。

针对现有技术中存在的一些问题，本公开提出了一种用于受限空间的长距离水下检测设备，包括帆部，该帆部由水流推动以使该长距离水下检测设备随水流漂流前进；连接到该帆部的电池仓；连接到该电池仓的浮球，该浮球周围设有保护架，其中该保护架上搭载有用于在水下作业的检测模块；以及控制仓，该控制仓与该检测模块电连接并控制该检测模块在水下作业。该长距离水下检测设备能够在受限空间正常使用（满水）的情况下进入受限空间作业以完成检测，节约了检测成本，降低了人员风险，同时也提高了作业的效率。

在本详细描述中以隧洞作为优选实施例进行描述，但是本领域技术人员将理解，本公开的长距离水下检测设备和方法还适用于检测满水的能够容适长距离水下检测设备随水流推动前进的任何其他水道，例如管道或承载液体流动的其他受限空间等等。在一些情形中，隧洞可以位于海底深处。在其他情形中，隧洞可以位于水面下较浅处。特别地，隧洞可以位于任意位置处。

在实际应用中，隧洞一般较长且可能存在弯曲，在正常工作状态（满水状态）下对隧洞进行检测和维护是相当困难的。现有的水下机器人存在许多问题：诸如作业能力低、机动性差、作业范围受限等等。当测量长距离隧洞时，带有脐带缆的水下机器人还将面临供电和信号传输不稳定、甚至丢失信号、前进受阻、脐带缆由于隧洞结构而被损毁等严峻挑战。此外，在实际水利工程领域中有各种各样形状的隧洞，常见地有圆形隧洞、下矩形+上半圆隧洞。特殊地，还有其他不规则形状的隧道以适应实际应用场景，这对水下检测设备提出了更严格的要求。

优选地，在水流以一定速度流动的满水隧洞中，本公开的长距离水下检测设备能够在隧洞中借助水流推动前进，无需自身携带电机同时也省去了电机所需的电量，减小了长距离水下检测设备的体积和重量，能够适用于检测更广范围的隧洞（例如，直径更小的隧洞）。

优选地，在充满透明度较低的浑浊液体的大直径隧洞中，本公开的长距离水下检测设备可以通过调整压载配重以使长距离水下检测设备靠近隧洞上方漂流前进以检测隧洞上方的内壁或者使得长距离水下检测设备靠近隧洞下方漂流前进以检测隧洞下方的内壁。

本公开的长距离水下检测设备小巧灵活，无脐带缆束缚，随水流推动漂流前行，无需电机提供动力来推动前进，续航时间长，特别适用于水下长距离隧洞检测。值得注意的是，本公开的用于受限空间的长距离水下检测设备的一个实施例能够解决上述技术问题中的一些问题，部分其他技术问题能够由其他优选实施例部分地或全部地解决。

此外，本公开的长距离水下检测设备和方法还能够应用于除水以外的任何其他流动的随形透明介质中漂流前进。

以下结合附图来具体描述。

图1示出了根据本公开的一实施例的长距离水下检测设备100的示图。如图1所示，长距离水下检测设备100可以包括：帆部1、电池仓4、浮球7、保护架8、控制仓9。附加地，长距离水下检测设备100还可以包括：连接管2、连接卡箍3、中间连接件6、磁性吊环10。

在一个示例中，帆部1可以通过一个或多个连接管2（图中示出两个连接管仅为示例）连接到固定在电池仓4上的一个或多个连接卡箍3以使得长距离水下检测设备100平稳前进，连接管优选地可以为碳纤维管、合金管等。电池仓4可以通过中间连接件6连接到浮球7。浮球7周围可以设有保护架8，其中保护架8上搭载有用于在水下作业的各种检测模块以满足各种作业需求。在浮球7上方可以设置控制仓9。

在水下作业时，帆部1能够由水流推动，借助水流为整个长距离水下检测设备提供推动力，即前进动力，以使长距离水下检测设备100随水流漂流前进。长距离水下检测设备100被设计成随水流前行，无动力推进，因此长距离水下检测设备100续航时间长，特别适用于长距离隧洞检测。一般地，帆部选用具有一定透水性的材质，将水流的推动力进行缓冲分布，如此防止小的急流、涡流导致帆部受力出现偏差。帆部1可包括一个或多个帆片。在图1所示的示例情形中，帆部1被设计成包括两个帆片，两个帆片交叉呈“x”型。“x”型设计能够对水流进行一定程度的校正，保证帆部受力均匀，防止帆部偏航或者抖动。此外，帆部为长距离水下检测设备100提供的动力的作用点与长距离水下检测设备的重心基本处于同一水平线，以确保长距离水下检测设备能够在水流中平稳前进。更具体地，在长距离水下检测设备100抛出压载配重之前或之后，帆部为长距离水下检测设备100提供的动力的作用点均与长距离水下检测设备的重心基本处于同一水平线，以确保长距离水下检测设备能够在水流中平稳前进。

电池仓4用于为长距离水下检测设备100的各种检测模块（例如，控制仓）提供功率。在一个示例中，电池仓4使用密封法兰密封。一些检测模块可以搭载在保护架8上，另一些检测模块可以密封在浮球或控制仓内。

浮球7用于为长距离水下检测设备100提供主要浮力。在一些情形中，浮球7可以是透明的。透明的浮球可以容纳摄像头、照明模块等。透明的浮球的摄像头和照明模块可以进行低等级的防水处理或者无需进行防水处理。在一些情形中，控制仓可以设在浮球内。此外，还可以在保护架上安装检测模块。在一些实施例中，也可以同时在保护架和密封仓内安装摄像头，从而能够从各个角度检测隧洞。

保护架8对整个长距离水下检测设备起到保护作用，同时还可以搭载各种检测模块，诸如水下摄像头、水下照明模块、水下声呐装置或其他检测模块。优选地，尤其可以搭载需要直接接触水的检测模块。在实际作业过程中，隧洞内可能存在水草、海洋附着物等。设置保护架可以防止长距离水下检测设备在隧洞内发生碰撞摩擦而损坏水下检测，从而保证长距离水下检测设备的正常工作运行。在一种情形中，保护架可以为钣金或其他耐腐材料。作为示例，图1中的长距离水下检测设备的浮球周围设有4个保护块。本领域技术人员将领会，也可以在浮球周围设置更多或更少个保护块，而不脱离本发明的范围。

控制仓9与各种检测模块电连接并控制这些检测模块在水下作业。在一个示例中，可以在浮球上方设置控制仓。将控制仓设置浮球上方能够方便地对控制仓进行设置，例如，进行预设置等等。替换地，控制仓可被设在浮球内，将控制仓设在浮球内可以降低对控制仓的防水处理等级，简化工艺。此外，将控制仓设在浮球内可以减小长距离水下检测设备的体积，适用于更小尺寸的隧洞，扩大了应用范围。在一些示例中，控制仓可以是透明的，例如，为亚克力材料的透明仓。透明的控制仓9可以内置照明控制模块（例如，用于在拍摄时补光）、定时设置控制模块、以及其他检测模块。

此外，长距离水下检测设备还包括存储介质，用于存储各种检测数据。前述存储介质可以包括但不限于：sd（securedigital）卡、u盘、移动硬盘、随机存取存储器（ram，randomaccessmemory）等各种可以存储数据的介质。

优选地，还可以在长距离水下检测设备上除保护架以外的其他地方设置检测模块。举例而言，可在保护架上安装温度传感器、盐度传感器、浊度传感器或其他需要接触水的传感器。这些传感器的探测部分被安装在保护架上，从而使得其探测部分能够直接与水接触，而与探测部分连接的线缆作密封处理后连接到控制仓，控制仓存储探测数据并进行相关处理。

在另一个优选实施例中，长距离水下检测设备100可以附加地包括抛载装置5。在一个示例中，可以在电池仓下方设置抛载装置5。以下结合图2具体示出了抛载装置5。

在又一个优选实施例中，长距离水下检测设备100可以附加地包括磁性吊环10。在一个示例中，可以在浮球上方设置磁性吊环。在其他示例中，也可以在其他合适位置设置磁性吊环。磁性吊环由释放机构和回收机构用来释放和回收长距离水下检测设备。以下结合图8和9具体示出了释放机构和回收机构。

此外，在再一个优选实施例中，长距离水下检测设备100还可以包括压载配重和/或固定配重等等。在一些情形中，固定配重可以是长距离水下检测设备100的自身重量。在其他一些情形中，可在长距离水下检测设备100上附加地设有固定配重。在一些情形中，压载配重被设定为较轻以使得长距离水下检测设备100靠近隧洞的上方漂流前进；或者压载配重被设定为较重以使得长距离水下检测设备100靠近隧洞的下方漂流前进。

此外，本公开所提出的长距离水下检测设备的各个部分及其连接部分都进行了相应的防水处理，防水性能优越，完全能够用于水下作业，满足大部分水底观测需求。虽然在本公开的一些实施例中没有针对防水处理进行具体描述，但是本领域技术人员将领会本公开所提出的长距离水下检测设备都进行了相应的防水处理，完全能够用于水下作业。

如图1中所示，本公开的长距离水下检测设备采用竖向模块化设计。具体而言，将电池仓（以及电源控制部分等）置于底部，电池仓重量较大，可以使得整体长距离水下检测设备重心下移，增加长距离水下检测设备随水流漂流前进时的稳定性。

本公开的长距离水下检测设备采用模块化设计，搭载有能够实现不同作业需求的各种各样的检测模块。可以根据不同的使用场景选择检测模块，同时可以根据不同的使用场景来选择检测模块的安装位置。此外，还可以根据不同的使用场景来对长距离水下检测设备的控制仓、抛载装置以及各种检测模块进行预配置，以适用于任意不同的隧洞检测。

图2示出了根据本公开的一实施例的抛载装置5的示例图。在一个示例中，可以在电池仓4下方设置抛载装置5，其用于响应于抛出控制信号而抛出压载配重。本公开的长距离水下检测设备通过抛出压载配重获得正浮力上浮，从而被回收。

在一个优选示例中，抛载装置可以为电磁抛载装置，电磁抛载装置与控制仓电连接。在一些情形中，控制仓被配置成在接收到抛出控制信号之际使电磁抛载装置抛出压载配重。更具体而言，在一方面，控制仓在接收到定时时间到期信号之际使电磁抛载装置断电，进而抛出压载配重。在另一方面，光学传感器在检测到大于亮度阈值的亮度时向控制仓传送抛出控制信号；并且控制仓响应于从光学传感器接收到抛出控制信号而使该电磁抛载装置断电，进而抛出压载配重。

作为示例，如图2所示，电磁抛载装置可以包括：隔板支架51、导杆孔52和导杆53。在一个优选实施例中，当电磁抛载装置上电时，其导杆53伸入到隔板支架51中间的导杆孔52中，将计算好的压载配重挂载到导杆上，此时长距离水下检测设备的重力大于浮力。入水后，当设定的定时时间到期或检测到特定条件（例如，深度传感器检测的深度满足阈值条件、检测到光或者检测到闸门等）时，控制仓内的控制电路使电磁抛载装置5断电，导杆缩回，抛出压载配重，此时长距离水下检测设备的浮力大于重力，长距离水下检测设备上浮。

优选地，该电磁抛载装置还具有自动断电保护功能。特别地，当长距离水下检测设备（例如，某一部件）故障时，电磁抛载装置自动断电，导杆53缩回，抛出配重，长距离水下检测设备上浮，由此可以回收长距离水下检测设备，防止整机遗失损毁。在长距离水下检测设备检测位于海底深处的隧洞示例场景中，隧洞底部可能在长期使用过程中积累了水草等障碍物。当长距离水下检测设备的压载配重被设定成使得长距离水下检测设备靠近隧洞底部漂流前进时，长距离水下检测设备可能被水草等粘住而无法前行或者出现故障，此时电磁抛载装置自动断电，抛出压载配重，使得长距离水下检测设备瞬间获得正浮力、脱离海草、上浮到靠近隧洞上方内壁，随水流流出隧洞，上浮到海面，从而被回收。优选地，压载配置可被设定为若干千克。压载配重可以根据不同的应用场景来不同地设定。

通过实现定时抛载、满足条件的抛载，省去脐带缆供电传输系统，避免脐带缆与隧洞转角和内壁发生刮擦。无动力长距离水下检测设备进入到隧洞内后，通过所携带的摄像头、照明模块和其他声学检测模块对隧洞进行检测。由于长距离水下检测设备无需为自身提供动力，仅需为所携带的各种检测设备提供功率支持，大大减小了功耗消耗，提高了续航时间。此外，无电机设计和减小的电池容量也减小了长距离水下检测设备体积，能够适用于更广泛的应用场景。

优选地，电磁抛载装置的导杆作灌封防水处理，外部接触水的部分采用防锈防腐材料，可以实现水下作业。

长距离水下检测设备所携带的压载配重是在水下作业之前对长距离水下检测设备进行预配置的。以下结合图3-4、以规则的圆形隧洞作为示例来描述对长距离水下检测设备的预配置过程。在以下描述中，以规则的圆形隧洞为示例来描述本公开的过程，但是本领域技术人员将理解，本公开的长距离水下检测设备和方法还适用于检测满水的能够容适长距离水下检测设备随水流推动前进的其他各种不规则形状的隧洞，而不脱离本公开的范围。

图3示出了圆形隧洞内的水流状态的示意图。如图3所示，隧洞内的不同位置处的水流速度是不同的。具体而言，不同位置处的水流速度随这些位置与隧洞内壁的距离而变化。假设注入隧洞的来流速度是恒定的，则来流在隧洞内稳定之后，隧洞内的不同位置处的水流速度将呈现差异。不同位置处的水流速度u可通过下式来计算：

u=1.3855v(y/r0)^1/4.2

其中y为一位置离隧洞内壁的距离，r0为圆隧洞内径，v为来流速度。

根据伯努利方程，在位置的高度相等的情况下，一位置处的流速v越大，该位置处的流体压强p越小。在水中，h项被抵消掉，即，。

以下以直径为7米的规则圆形隧洞、高度为110厘米的长距离水下检测设备作为示例进行描述。本领域技术人员将理解，长距离水下检测设备的高度为110厘米仅仅作为示例，长距离水下检测设备的高度还可以为80厘米、100厘米、150厘米及以上。此外，隧洞直径为7米仅仅作为示例来描述，隧洞直径可以更小或更大，可以是能够容纳长距离水下检测设备的任意值。本领域技术人员将理解，能够容纳长距离水下检测设备的任意类型的隧洞或管道或其他满水通道都可以使用以上方法来对长距离水下检测设备进行预配置。相应地，压强和动压力之间关系为f=ps，s为长距离水下检测设备的水平面投影面积。进一步地，将动压力除以重力加速度g=9.8kg/m得到质量m为整个水下检测设备的重量。以上示例的计算结果如图4所示。

在实际使用过程中，隧洞内的液体可能是浑浊、清晰度不佳的。如果将水下检测设备的压载配重设置成在隧洞中心附近漂流前进，水下检测设备所携带的摄像头可能无法观测到四周内壁。优选地，压载配重可以被设定成使得长距离水下检测设备靠近隧洞上方漂流前进以检测隧洞上方的内壁。替换地，压载配重可以被设定成使得长距离水下检测设备靠近隧洞下方漂流前进以检测隧洞下方的内壁。如上所述，因此可以通过灵活地调节压载配重以使长距离水下检测设备在隧洞的不同位置处漂流前进。

图5示出了根据本公开的一实施例的用于检测待测对象的过程500的流程图。以下以规则的圆形隧洞为例进行描述。

初始地，在长距离水下检测设备检测隧洞之前，在步骤502，可以对长距离水下检测设备进行预配置。以下将结合图6-7具体描述配重预配置过程600以及抛出定时时间预配置过程700。

在完成对长距离水下检测设备的预配置之后，在步骤504，长距离水下检测设备可以开始自检。如果自检成功，则在步骤506，可以将长距离水下检测设备释放到隧洞内的水流中。在一些情形中，释放过程可以通过图8所示的释放机构来完成，以在释放时减少一些因素（例如，乱流、水草等）对长距离水下检测设备的影响。如果自检不成功，长距离水下检测设备可以继续回到步骤502完成预配置过程。

待长距离水下检测设备成功入水后，由于水下检测设备的自身重量与长距离水下检测设备在预配置过程中设定的压载配重之和与浮球提供的浮力相当，因此长距离水下检测设备能够平稳地随水流漂流前进。在步骤508，长距离水下检测设备可以开始进行水下作业，例如，使用所携带的各种检测模块（诸如摄像头、照明模块、声纳装置等）来检测隧洞。在一个示例中，长距离水下检测设备能够通过保护架上所搭载的检测模块（例如，水下摄像头、温度传感器、湿度传感器、水下声纳装置、水下照明模块等）以及浮球内所携带的检测模块（例如，摄像头、照明模块等）来检测隧洞。在步骤510，响应于接收到抛出控制信号，长距离水下检测设备抛出压载配重，此时长距离水下检测设备的浮力大于长距离水下检测设备的重力，长距离水下检测设备上浮。抛出控制信号可以是抛出定时时间，也可以是光学传感器检测到光后传送给控制仓的信号。在一个实施例中，抛载装置可以为电磁抛载装置。在一个优选实施例中，当长距离水下检测设备达到设定的抛出定时时间时，控制电路将导杆电磁铁断电，导杆依靠弹力缩回，抛出压载配重，实现上浮。压载配重还可以采用灵活挂载网兜（例如，内部装满重物（诸如石块）的塑料编织袋）代替，只需要悬挂装置满足图中的挂载方式即可。优选地，导杆电磁铁已经做过灌封防水处理，可以实现水下作业。当电磁抛载装置通电时，导杆伸出，将压载配重挂载到导杆处，断电时，导杆缩回，抛出配重，长距离水下检测设备上浮。此外，当长距离水下检测设备的部件出现故障时，电磁铁断电，导杆缩回，长距离水下检测设备上浮，从而可以防止长距离水下检测设备整机遗失、损坏，及时止损。

当长距离水下检测设备漂流到预定地点之后，在步骤512，可以回收长距离水下检测设备。在一些情形中，回收过程可以通过图9所示的回收机构来完成，无需船舶打捞，省时省力，节约成本。在回收长距离水下检测设备之后，检测长距离水下检测设备是否完好，功能是否正常。在长距离水下检测设备完好的情况下，可以读取长距离水下检测设备中的存储器所存储的图像和数据，将图像和数据保存进入数据库并查找故障，完成相关维护工作。在长距离水下检测设备出现故障的情况下，可以进行判断，选择性地使用长距离水下检测设备采集的数据和图像。

以下结合图6-7来详细描述预配置长距离水下检测设备的配重以及预配置长距离水下检测设备的抛出定时时间的过程。

图6示出了根据本公开的一实施例的用于预配置长距离水下检测设备的配重的过程600的流程图。在一个实施例中，在步骤602，可以使用采水器对隧洞进行采样以获得各个参数并使用水流计测水流速度。在一些情形中，采水器可在隧洞的不同位置处进行多次采样。在一些情形中，水流计也可在隧洞的不同位置处进行多次测量。在步骤604，可以从采水器采集的样本中获取各个参数，包括但不限于：水密度、水深度、水温度等。由此，在步骤606，可以获得整个长距离水下检测设备的浮力大小。当长距离水下检测设备的自身重量与压载配重之后与浮球提供的浮力相当时，长距离水下检测设备能够随水流平稳前进。随后，在步骤608，可以取决于实际检测需求来灵活地调节压载配重，如以上在图4中解说的。优选地，压载配重可以被设定成使得长距离水下检测设备靠近隧洞上方漂流前进以检测隧洞上方的内壁。替换地，压载配重可以被设定成使得长距离水下检测设备靠近隧洞下方漂流前进以检测隧洞下方的内壁。

图7示出了根据本公开的一实施例的用于预配置长距离水下检测设备的抛出定时时间的过程700的流程图。如上所述，使用水流计来测水流流速。在步骤702，可以根据所测得的水流速度以及隧洞的长度来预估长距离水下检测设备的水下作业时间。在步骤704，可以根据长距离水下检测设备的水下作业时间来确定抛出定时时间（适当预留出操作时间余量）。

虽然在本实施例中只具体解说了预配置长距离水下检测设备的抛出定时时间的过程，但是压载配重的抛出时机还可以通过光学传感器来设定。具体而言，光学传感器在检测到大于亮度阈值的亮度时向控制仓传送抛出控制信号；并且控制仓响应于从光学传感器接收到抛出控制信号而使该电磁抛载装置断电，进而抛出压载配重。

除了预配置长距离水下检测设备的配重以及预配置压载配重的抛出时机之外，还可以预配置长距离水下检测设备的工作模式。在实际使用过程中，根据实际作业需求将不同的检测模块搭载到长距离水下检测设备上（例如，保护架或浮球、控制仓等内），长距离水下检测设备的工作模式可以根据所搭载的检测模块的功能来设定。下水前，可以预配置所搭载的检测模块的工作模式，例如，预配置水下工作时间、照明模块的亮度或其他参数等，进而确定长距离水下检测设备的工作模式。相应地，在长距离水下检测设备入水后，当外部环境满足检测模块的某个参数时（例如，光学传感器检测到亮度满足阈值时），导杆缩回，抛出压载配重，长距离水下检测设备上浮，随后回收长距离水下检测设备。

本公开的过程和/或方法可以采水器对隧洞进行采样以获得水密度等参数。进一步地，可以通过水密度估算整个长距离水下检测设备的浮力大小。由此，固定配重和压载配重可以灵活地调节以使长距离水下检测设备的浮力与长距离水下检测设备的重力相当。

在一个实施例中，本公开的过程和/或方法还可以使用水流计来测量水流速度，根据水流速度以及待测对象的长度来确定水下作业时间，根据水下作业时间来确定抛出定时时间，响应于抛出定时时间到期而抛出压载配重，由此长距离水下检测设备上浮。在另一实施例中，本公开的过程和/或方法可以通过为光学传感器设定亮度阈值来完成抛载控制操作。具体而言，光学传感器在环境中检测到大于亮度阈值的亮度时向抛载装置传送抛出控制信号。响应于接收到抛出控制信号，抛载装置抛出压载配重，由此长距离水下检测设备上浮。

本公开的过程和/或方法使用释放机构来释放长距离水下检测设备，减少影响释放的因素；使用回收机构回收长距离水下检测设备，能够在长距离水下检测设备漂流过程中有效回收该设备，而不需要船舶单独打捞，节省了成本。

本公开的过程和/或方法使用预估水下漂流的抛载定时间。在下水释放时，通过特殊的锁具设计释放，在实际释放环境中减少影响释放的因素。通过磁吸套环的设计方法，在运动环境中能够有效回收设备，不用船舶单独打捞，节省成本。

图8示出了根据本公开的一实施例的释放机构12的示意图。如图8所示，释放机构（例如，锁具）12包括：主体、主缆121、副缆122、穿线口123。释放机构12用于在长距离水下检测设备完成预配置和自检之后将长距离水下检测设备释放到水中。释放机构12可以选择适合位置来释放长距离水下检测设备，避免乱流、复杂作业环境（例如，水草、竖井）对设备作业的影响。

如图8所示，在释放过程中，首先将释放机构12挂载到长距离水下检测设备的磁性吊环10上，拉紧主缆121，放松副缆122。随后使用主缆121吊载长距离水下检测设备下水后，放松主缆121，从穿线口123拉紧副缆122以使释放机构12倾斜受力，长距离水下检测设备上的磁性吊环10从释放机构12的开口滑出，释放水下检测。

图9示出了根据本公开的一实施例的回收机构13的示意图。如图9所示，回收机构（例如，磁吸套环）900包括磁块131、打捞吊环132、引导绳133。回收机构13用于在长距离水下检测设备上浮后完成对长距离水下检测设备的回收。在长距离水下检测设备在完成水下作业后（例如，在接收到抛载控制信号后）抛出压载配重而上浮的情形中，可以使用回收机构13在合适位置处回收长距离水下检测设备。在另一些情形中，例如，在长距离水下检测设备启动自保护功能断电而上浮后，也可以使用回收机构13在合适位置处回收长距离水下检测设备。合适位置可以由实际操作人员根据实际环境选择易于回收的位置（例如，水草较少的位置、水流不那么湍急的位置）。

如图9所示，在回收过程中，首先将磁块131靠近长距离水下检测设备上的磁性吊环10，磁块131因磁力与磁性吊环10吸合，随后将打捞吊环132沿着磁块131上的引导绳133套在磁性吊环10上，拉紧打捞吊环132，倾斜地卡住磁性吊环10，从而将长距离水下检测设备顺利回收，完成回收过程。磁性吊环10与打捞吊环132是成套设计的一对吊环，打捞吊环132被设计成具有比磁性吊环10略大的直径，从而能够实现回收。

本领域的技术人员将领会，图8-9中所示的释放机构和回收机构仅仅作为示例来描述，其他释放机构和回收机构也可以应用于本公开的长距离水下检测设备。

本领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和方法的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

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