[實(shí)用新型]一種基陣式波浪監(jiān)測裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201020171463.1
• 申請日: 2010-04-23
• 公開（公告）號: CN201653413U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘭志剛;蘭瀅
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油總公司;中海油能源發(fā)展股份有限公司
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 徐寧;關(guān)暢

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種波浪監(jiān)測裝置，特別是關(guān)于一種基陣式波浪監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

波高、波向、波周期、波長、波速等波浪參數(shù)的測量，對海洋工程建設(shè)、海洋漁業(yè)生產(chǎn)、海洋運(yùn)輸、海洋環(huán)境保護(hù)、海洋科研乃至海洋國防有著極其重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。

現(xiàn)有波浪測量方法有：加速度測量法、壓力法、波面測量法、波面粗糙度反演法等，其中除波面測量法之外其它均為間接測量?；诩铀俣葴y量和水壓測量的設(shè)備均需布放在水中，布放難度大、易丟失、維護(hù)成本高。波面測量法是利用測量波面高度變化的方法來測量波浪參數(shù)的，即利用固定高度的探頭測量探頭至水面的距離變化來實(shí)現(xiàn)波浪測量，多數(shù)采用非接觸式(遙測)如激光、微波或超聲等測量方式；波面測量設(shè)備可以安裝在水面以上的海洋構(gòu)筑物如海洋石油平臺上，在水位測量的基礎(chǔ)上，通過加速采樣來實(shí)現(xiàn)對波面高度變化的跟蹤，因此具有安全性好，維護(hù)簡便的特點(diǎn)。但現(xiàn)有的應(yīng)用于波面測量法的設(shè)備只能實(shí)現(xiàn)波高和波周期的測量，而不能測量波向、波長和波速等重要波浪參數(shù)，從而限制了這些儀器的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種基于波面測量技術(shù)的基陣式波浪監(jiān)測裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案：一種基陣式波浪監(jiān)測裝置，其特征在于：它包括一固定設(shè)置的水平支架，在水平支架上至少設(shè)置三個(gè)成三角形分布的水位計(jì)，所述三個(gè)水位計(jì)處于同一水平高度上；三個(gè)水位計(jì)均通過傳輸線及信號轉(zhuǎn)換設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)處理終端。

所述水位計(jì)為激光高度計(jì)、微波高度計(jì)、聲學(xué)高度計(jì)之一。

當(dāng)所述水位計(jì)為模擬信號輸出的水位計(jì)時(shí)，所述水位計(jì)的測量結(jié)果經(jīng)由數(shù)據(jù)采集器和串口轉(zhuǎn)換器接入到所述計(jì)算機(jī)處理終端。

當(dāng)所述水位計(jì)為數(shù)字信號輸出的水位計(jì)時(shí)，在所述計(jì)算機(jī)處理終端上接入一串口擴(kuò)展設(shè)備，所述水位計(jì)的測量結(jié)果經(jīng)串口協(xié)議輸入所述串口擴(kuò)展設(shè)備。

所述串口擴(kuò)展設(shè)備可采用串口擴(kuò)展板。

本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本實(shí)用新型采用遙測方式進(jìn)行波浪測量，設(shè)備不需要入水，便于安裝、不易丟失，具有安全性好，維護(hù)簡便的特點(diǎn)。2、本實(shí)用新型將三個(gè)水位計(jì)設(shè)置為三角形基陣式，除了具有常規(guī)波面法測波設(shè)備所具備的波高、波周期、波譜測量功能外，還可以通過波浪的傳播特性，利用基陣式波浪監(jiān)測裝置中水位計(jì)之間的空間距離和夾角以及測得的波浪傳播時(shí)延，測得波向、波長、波速。本實(shí)用新型裝置布局簡單，測波方法也簡單，是一具有實(shí)用價(jià)值的可應(yīng)用的設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型裝置一實(shí)施例的示意圖

圖2是本實(shí)用新型裝置另一實(shí)施例的示意圖

圖3是波高、波周期測量示意圖

圖4是波在兩點(diǎn)間傳播的示意圖

圖5是利用本實(shí)用新型裝置測量波向、波速的原理圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型的進(jìn)行詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本實(shí)用新型利用至少三個(gè)水位計(jì)排成空間基陣，組成基陣式波浪監(jiān)測裝置，裝置包括如下組件：一固定設(shè)置的水平支架1，在水平支架1上至少設(shè)置三個(gè)高精度水位計(jì)2、3、4。三個(gè)水位計(jì)2、3、4在水平支架1上成三角形分布，并且因?yàn)橛兴街Ъ?這一共同的安裝基礎(chǔ)，所以保證了三個(gè)水位計(jì)2、3、4處于同一水平高度上。

三個(gè)水位計(jì)2、3、4均通過電纜5及必要的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備連接到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)處理終端6。水位計(jì)采集到波信號，經(jīng)采集處理后送入到計(jì)算機(jī)處理終端，進(jìn)行計(jì)算處理，最終給出波高、波向、波周期、波速、波長等波浪參數(shù)。

根據(jù)水位計(jì)輸出信號形式的不同，可以采用的信號轉(zhuǎn)換有兩種不同的具體方式：

1)對于利用串口直接輸出數(shù)字信號的水位計(jì)，可在計(jì)算機(jī)處理終端6上接入串口擴(kuò)展設(shè)備7(可采用Moxa?PC104串口擴(kuò)展板)，如圖1所示，三個(gè)水位計(jì)的測量結(jié)果直接經(jīng)由水位計(jì)上的RS232接口(傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，可選擇RS422或RS485)通過電纜接入串口擴(kuò)展設(shè)備7的三個(gè)輸入端，再由串口擴(kuò)展設(shè)備7將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)終端6作進(jìn)一步處理。對于以其他接口形式輸出水位測量數(shù)據(jù)的水位計(jì)，可以按其接口要求，接入計(jì)算機(jī)等終端設(shè)備，在此不做贅述。

2)對于模擬信號輸出的水位計(jì)，可將水位計(jì)輸出信號直接由電纜5輸入數(shù)據(jù)采集器8(可采用CR1000)，如圖2所示，數(shù)據(jù)采集器8將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，再由數(shù)據(jù)采集器上的RS232接口(傳輸距離較遠(yuǎn)時(shí)，可選擇RS422或RS485)或網(wǎng)口通過電纜接入計(jì)算機(jī)處理終端6作進(jìn)一步處理。

上述水位計(jì)可以為激光高度計(jì)，或微波高度計(jì)，或聲學(xué)高度計(jì)等商業(yè)化產(chǎn)品。