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龙图腾网获悉中建港航局集团有限公司申请的专利一种海上风机基础冲刷深度监测装置及安装方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN118997239B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-09-30发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411372206.7，技术领域涉及：E02D33/00；该发明授权一种海上风机基础冲刷深度监测装置及安装方法是由马顺顺;王志飞;李雪;刘鑫;臧旭;王千星;王毅设计研发完成，并于2024-09-29向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种海上风机基础冲刷深度监测装置及安装方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种海上风机基础冲刷深度监测装置，包括运维平台和监测组件；所述运维平台和监测组件都连接在风机基础侧壁上，所述运维平台位于所述监测组件上方，所述风机基础下端插入泥线下方，所述监测组件位于海平面下方，所述运维平台位于所述海平面上方；所述运维平台通过吊绳连接所述监测组件。所述运维平台为环形镂空网支架，所述环形镂空网支架固定连接在所述风机基础侧壁上。所述监测组件包括充气囊、内环、外环、多根支撑和监测器；本发明具有简单便捷、监测准确、全过程实时动态监测以及可回收的特点，与之配套的安装方法提高了冲刷深度的和冲刷坑三维形态监测的效率。

本发明授权一种海上风机基础冲刷深度监测装置及安装方法在权利要求书中公布了：1.一种海上风机基础冲刷深度监测装置的安装方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一，风机基础1施工前准备：风机基础1安装前，利用监测组件3的内径大于风机基础1外径的优势，让监测组件3套在风机基础1上，并调整监测组件3至合适位置，通过对充气囊3‑1进行充气，让监测组件3固定在风机基础1外侧壁上，这一阶段监测组件3的位置保持不变；然后将风机基础1吊装至定位平台导向孔，并通过吊绳把监测组件3固定在运维平台2上； 步骤二，风机基础1施工过程的冲刷深度监测：风机基础1安装过程中，对充气囊3‑1进行放气操作，让充气囊3‑1体积缩小，使之与风机基础1之间变为不紧密连接或者无连接，防止监测组件3和风机基础1一块沉贯至泥线5以下；同时在运维平台2上进行放松吊绳6的操作，让监测组件3的深度逐渐下降，直至下降深度至限值时停止操作，此时风机基础1安装完成；这一阶段风机基础1周围区域是存在冲刷的，且冲刷深度是随安装深度即安装时间逐渐增加的，冲刷深度的变化从零至一倍桩径； 当风机基础1未安装到位时：此阶段通过放松吊绳6让监测组件3逐渐下降，即监测组件3至泥线5的距离是随着风机基础1安装过程进行逐渐变化的；为了便于阐述监测原理，这里以某一时刻一点的冲刷深度为例进行说明；这一时刻，监测组件3中支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值和泥线5处的第二水压力传感器测量值是已知的，则通过两者之间差值计算可以得出第一水压力传感器3‑41和第二水压力传感器之间的距离L，这里出于误差考虑，支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值的确定是在监测组件3水平情况下得出的，若四个支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41之间测量值不同，则说明监测组件3出现了倾斜，通过调整吊绳6的长度来让监测组件3处于水平状态；由于支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41至测深探头3‑54之间的距离是固定不变的为，则测深探头3‑54至泥线5的距离可通过距离差值计算出为；测深探头3‑54通过旋转一定角度，对待测点的冲刷深度进行监测，其转动角度已知，测深探头3‑54至待测点的距离已被测深探头3‑54测量出，则待测点的冲刷深度，其中若转动角度小于90°则计算冲刷深度时转动角度用，若转动角度大于90°，则计算冲刷深度时转动角度用；由于冲刷深度随时间的变化关系，测深探头3‑54通过转动角度测出某一截面处各点的冲刷深度并不能反映出实际过程中测得的某一时刻下截面处各点的冲刷深度，故为了测量结果更为精确，另外设置了一个位置固定不变的测深探头3‑54用来垂直监测其下一点的冲刷深度随时间的变化关系，得出冲刷深度与时间的关系函数；假设测深探头3‑54从上一个监测点转动至下一个监测点的时间为t，则通过测出的冲刷深度与时间的关系函数，找到上一个监测点时间对应的冲刷深度和下一个监测点时间对应的冲刷深度，那么即为冲刷深度随时间的变化率，通过该冲刷深度随时间的变化率即可求出精确的冲刷深度即；当该截面处各点的冲刷深度全部监测后，通过外环3‑3下部的凹槽滑道3‑31工作带动与之连接的监测器3‑5实现周向运动，对风机基础1周向范围内的各点冲刷深度进行监测，之后将冲刷深度监测数据传输到数据接收平台，运用三维成像软件进行冲刷坑形态的三维成像； 当风机基础安装完成时：此阶段吊绳6完全放松，监测组件3下降深度达到限值，即监测组件3至泥线5的距离是固定不变的，通过对充气囊3‑1进行充气，使充气囊3‑1体积膨胀，此时充气囊3‑1与风机基础1外壁之间形成紧密接触，即让监测组件3固定在风机基础1外侧壁上；为了便于阐述监测原理，这里以某一时刻一点的冲刷深度为例进行说明；这一时刻，监测组件3中支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值和泥线5处的第一水压力传感器3‑41测量值是已知的，则通过两者之间差值计算可以得出第一水压力传感器3‑41和第二水压力传感器之间的距离，这里出于误差考虑，支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值的确定是在监测组件3水平情况下得出的，若四个支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41之间测量值不同，则说明监测组件3出现了倾斜，通过调整吊绳6的长度来让监测组件3处于水平状态；由于支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41至测深探头3‑54之间的距离是固定不变的为，则测深探头3‑54至泥线5的距离可通过距离差值计算出为；测深探头3‑54通过旋转一定角度，对待测点的冲刷深度进行监测，其转动角度已知，测深探头3‑54至待测点的距离已被测深探头3‑54测量出，则待测点的冲刷深度，其中若转动角度小于90°则计算冲刷深度时转动角度用，若转动角度大于90°，则计算冲刷深度时转动角度用；由于冲刷深度随时间的变化关系，测深探头3‑54通过转动角度测出某一截面处各点的冲刷深度并不能反映出实际过程中测得的某一时刻下截面处各点的冲刷深度，故为了测量结果更为精确，另外设置了一个位置固定不变的测深探头3‑54用来垂直监测其下一点的冲刷深度随时间的变化关系，得出冲刷深度与时间的关系函数；假设测深探头3‑54从上一个监测点转动至下一个监测点的时间为t，则通过测出的冲刷深度与时间的关系函数，找到上一个监测点时间对应的冲刷深度和下一个监测点时间对应的冲刷深度，那么即为冲刷深度随时间的变化率，通过该冲刷深度随时间的变化率即可求出精确的冲刷深度即；当该截面处各点的冲刷深度全部监测后，通过外环3‑3下部的凹槽滑道3‑31工作带动与之连接的监测器3‑5实现周向运动，对风机基础1周向范围内的各点冲刷深度进行监测，之后将冲刷深度监测数据传输到数据接收平台，运用三维成像软件进行冲刷坑形态的三维成像； 步骤三，风机基础1服役阶段的动态冲刷深度监测：风机基础1安装完成后即开始其服役过程，风机基础1随着服役时间的增加，基础周围的冲刷一直在持续，基础周围土体的冲刷半径以及冲刷坑的形态也在变化，冲刷深度从一倍的桩径变化至两倍桩径； 此阶段吊绳完全放松，监测组件3下降深度达到限值，即监测组件3至泥线5的距离是固定不变的，为了便于阐述监测原理，这里以某一时刻一点的冲刷深度为例进行说明； 这一时刻，监测组件3中支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值和泥线5处的第二水压力传感器测量值是已知的，则通过两者之间差值计算可以得出第一水压力传感器3‑41和第二水压力传感器之间的距离，这里出于误差考虑，支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值的确定是在监测组件3水平情况下得出的，若四个支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41之间测量值不同，则说明监测组件3出现了倾斜，通过调整吊绳6的长度来让监测组件3处于水平状态；由于支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41至测深探头3‑54之间的距离是固定不变的为，则测深探头3‑54至泥线5的距离可通过距离差值计算出为；测测深探头3‑54通过旋转一定角度，对待测点的冲刷深度进行监测，其转动角度已知，测深探头3‑54至待测点的距离已被测深探头3‑54测量出，则待测点的冲刷深度，其中若转动角度小于90°则计算冲刷深度时转动角度用，若转动角度大于90°，则计算冲刷深度时转动角度用； 由于冲刷深度随时间的变化关系，测深探头3‑54通过转动角度测出某一截面处各点的冲刷深度并不能反映出实际过程中测得的某一时刻下截面处各点的冲刷深度，故为了测量结果更为精确，另外设置了一个位置固定不变的测深探头3‑54用来垂直监测其下一点的冲刷深度随时间的变化关系，得出冲刷深度与时间的关系函数；假设测深探头3‑54从上一个监测点转动至下一个监测点的时间为t，则通过测出的冲刷深度与时间的关系函数，找到上一个监测点时间对应的冲刷深度和下一个监测点时间对应的冲刷深度，那么即为冲刷深度随时间的变化率，通过该冲刷深度随时间的变化率即可求出精确的冲刷深度即；当该截面处各点的冲刷深度全部监测后，通过外环3‑3下部的凹槽滑道3‑31工作带动与之连接的监测器3‑5实现周向运动，对风机基础1周向范围内的各点冲刷深度进行监测，之后将冲刷深度监测数据传输到数据接收平台，运用三维成像软件进行冲刷坑形态的三维成像； 步骤四，风机基础1服役阶段的稳定冲刷深度监测：此阶段冲刷深度达到平衡状态，冲刷深度为两倍桩径，忽略冲刷深度随时间的变化，冲刷坑形态趋于稳定，只需对任意截面处各点的冲刷深度进行测量，并得出稳定后的冲刷坑形态即可；为了便于阐述监测原理，这里以某一时刻一点的冲刷深度为例进行说明；这一时刻，监测组件3中支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41测量值和泥线5处的第二水压力传感器测量值是已知的，则通过两者之间差值计算可以得出第一水压力传感器3‑41和第二水压力传感器之间的距离，这里出于误差考虑，支撑3‑4上的水压力传感器3‑41测量值的确定是在监测组件3水平情况下得出的，若四个支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41之间测量值不同，则说明监测组件3出现了倾斜，通过调整吊绳6的长度来让监测组件3处于水平状态；由于支撑3‑4上的第一水压力传感器3‑41至测深探头3‑54之间的距离是固定不变的为，则测深探头3‑54至泥线5的距离可通过距离差值计算出为；测深探头3‑54通过旋转一定角度，对待测点的冲刷深度进行监测，其转动角度已知，测深探头3‑54至待测点的距离已被测深探头3‑54测量出，则待测点的冲刷深度，其中若转动角度小于90°则计算冲刷深度时转动角度用，若转动角度大于90°，则计算冲刷深度时转动角度用；当该截面处各点的冲刷深度全部监测后，通过外环3‑3下部的凹槽滑道3‑31工作带动与之连接的监测器3‑5实现周向运动，对风机基础1周向范围内的各点冲刷深度进行监测，之后将冲刷深度监测数据传输到数据接收平台，运用三维成像软件进行冲刷坑形态的三维成像； 步骤五，风机基础1周围区域的冲刷范围的确定：随着冲刷深度的变化，冲刷坑的范围也是在逐渐变化的，如何确定出冲刷坑的边界是极其重要的一步； 当测深探头3‑54转动角度小于90°时，对应测深探头3‑54至风机基础1之间的区域，要解决的是如何确定出风机基础1与冲刷坑任意截面的交点，即风机基础1的最大冲深点；测深探头3‑54转动角度从小到大变换过程中，测量出的距离首先是测深探头3‑54至风机基础1轴向方向上各点的距离，这个测量距离是随着转动角度的增加逐渐增大的；其次，测量出的距离是测深探头3‑54至区域内属于冲刷坑的点位的距离，这个测量距离是随着转动角度的增加逐渐减小的；因此，在某一截面处，当测深探头3‑54转动角度小于90°时，测量出的距离最大一点即为最大冲深点； 当测深探头3‑54转动角度大于90°时，对应冲刷坑截面与泥线5之间的区域，要解决的是如何确定出泥线5与冲刷坑任意截面的交点，即风机基础1的最大冲深半径；测深探头3‑54转动角度从小到大变换过程中，其至区域内冲刷坑截面各点处的距离是随着转动角度的增加逐渐增大的，要确定出最大冲深半径，需要结合几何关系进行分析；由于测深探头3‑54到泥线5的垂直距离是已知的设为Z1，测深探头3‑54至待测点之间的距离是已知的设为Z2，测深探头3‑54的转动角度是已知的设为，若，则认为该监测点至风机基础1的垂直距离即为风机基础最大冲深半径； 当测深探头3‑54周向运动时风机基础1背流侧堆积高度的测量：风机基础1冲刷过程中，会在背流侧出现土体堆积的现象，要解决的是如何进行堆积土体高度的测量以及确定冲刷坑的最大边界；土体堆积的形状为轴对称结构，当测深探头3‑54运动至堆积区域进行冲刷深度测量时，其至堆积范围内各点的距离是不确定的，要确定出堆积土体高度以及冲刷坑的最大边界，需要结合几何关系进行分析；结合确定出风机基础冲刷的最大冲深半径，此时该点至测深探头3‑54的垂直距离是已知的设为，该点至风机基础1的垂直距离是已知的设为，继续增大测深探头3‑54的转动角度即开始对堆积土体高度的测量；由于测深探头3‑54的转动角度已知设为，测深探头3‑54至堆积范围内各点的距离是已知的设为，则可以求出堆积范围内各点至测深探头3‑54之间的垂直距离设为，其中待测点至测深探头3‑54之间的垂直距离最小时对应的监测点即为堆积土体的最高点，此时堆积高度为；最大堆积高度点至最大冲深半径点的水平距离通过几何关系可知，则冲刷坑的最大边界为； 步骤六，冲刷深度监测装置的维修和回收：当风机基础1退役后或监测组件3出现故障时，通过提升拴在运维平台2下的吊绳6将监测组件3提升至海平面，实现整个监测装置的维修和重复利用。

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