[發明專利]一種實驗用波浪參數測量裝置

在審

• 申請號: 201410018314.4
• 申請日: 2014-01-16
• 公開（公告）號: CN103712773A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉志慧;牛懷磊;張家行;劉新澤;湯皓
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所 37104
• 代理人: 張世功

技術領域：

本發明屬于波浪參數測量設備技術領域，涉及一種適用于實驗室較小水槽波浪參數測量系統，特別是一種實驗用波浪參數測量裝置，能同時測量規則波的周期、波高和波長這三個參數。

背景技術：

波浪作為海洋結構物的環境載體起著非常重要的作用，波高、波長和波周期是波浪的三個重要參數，這三個參數的精確程度關系到海洋結構物的波壓力、波浪力和動力響應等計算的準確性，在對哈爾濱工程大學和中國石油大學等一些國內知名院校的船舶工程進行調研過程中，實驗室在對波浪三要素測量時，波高和波周期是通過波高儀和秒表測量得到的，而波長的測量一般是用利用測得的波周期通過經驗公式計算得到的，并沒有直接實際測量，這樣得到的波長在小水槽里與實際波長存在較大差異，得到的波浪參數不準確。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術存在的缺點，尋求設計提供一種實驗用波浪參數測量裝置，同時測量波浪的波周期、波高和波長這三個參數，提高數據的準確性。

為了實現上述目的，本發明的主體結構包括第一波高傳感器、第二波高傳感器、手持式數據采集模塊、固定支架和電源；由兩塊角鋼和兩條鋼板間隔焊接組成的長方形結構的固定支架放置在外部的實驗室水槽上，第一波高傳感器和第二波高傳感器分別固定在固定支架的兩塊角鋼上，其中，第一波高傳感器置于第二波高傳感器的前面；手持式數據采集模塊分別與第一波高傳感器、第二波高傳感器和電源電信息連接，電源為第一波高傳感器、第二波高傳感器和手持式數據采集模塊供電，接通電源便能同時測量波浪的波高、波周期和波長三個參數；手持式數據采集模塊采用常用的市售產品。

本發明實現波浪參數測量的具體過程為：

（1）、先將固定支架固定在外部的實驗室水槽上；再將第一波高傳感器和第二波高傳感器分別固定安裝在固定支架上，且沿波浪傳播方向，將第一波高傳感器置于第二波高傳感器的前面，并把第一波高傳感器1到第二波高傳感器的距離記為△x；

（2）、將第一波高傳感器、第二波高傳感器和電源分別與手持式數據采集模塊電信息接通；并使電源為波高傳感器、波高傳感器、手持式數據采集模塊供電；

（3）、在手持式數據采集模塊中輸入第一波高傳感器到第二波高傳感器的距離△x，當實驗室水槽中有波浪產生時，手持式數據采集模塊采集得到第一波高傳感器和第二波高傳感器隨時間變化的波形圖，采集結束后在手持式數據采集模塊界面上顯示波高、波周期和波長的數值。

本發明的工作原理為：手持式數據采集模塊上設置有第一波高傳感器到第二波高傳感器的距離△x的輸入項，手持式數據采集模塊先捕捉第一波高傳感器采集到的第x個波峰的時刻t₁和第x+1個波峰的時刻t₂，再捕捉第一波高傳感器t₁時刻對應的第x個波峰的波峰值h₁和時刻對應的波谷值h₂，波峰和波谷相差半個周期，若t₁時刻對應的是波峰，則時刻對應的是波谷；然后捕捉第一波高傳感器采集到的第n個波峰的時刻t₃和第二波高傳感器采集到的第n個波峰的時刻t₄，根據捕捉到的信息，在手持式數據采集模塊的界面上輸出周期T=t₂-t₁，波高H=|h₂-h₁|，波長的具體數值；其中，x和n均為正整數。

本發明與現有技術相比，其結構簡單，操作方便，原理科學，測量數據準確，能直接測量波浪參數，不僅能實現對波長的測量，同時還能對波浪參數進行同步測量。

附圖說明：

圖1為本發明的主體結構原理示意圖。

圖2為本發明實施例的波形隨時間變化的曲線圖。

圖3為本發明實施例兩個波高傳感器采集到的波形變化曲線圖，其中，實線為第一波高傳感器1測量到的波形隨時間變化的曲線，虛線為第二波高傳感器2測量得到的波形隨時間變化的曲線。

具體實施方式：

下面通過實施例并結合附圖作進一步說明。

實施例：