[實用新型]一種新型大量程電容型波高傳感器

有效

• 申請號: 201720504965.3
• 申請日: 2017-05-09
• 公開（公告）號: CN207066338U
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發明（設計）人: 魏仁哲;王收軍;陳漢寶;陳松貴;張慈珩;劉海源;高峰;劉楠;張鵬;陳廣來;李玉森
• 申請（專利權）人: 天津理工大學;交通運輸部天津水運工程科學研究所
• 主分類號: G01B7/02
• 分類號: G01B7/02;G01F23/26
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司12209
• 代理人: 王雨晴

技術領域

本實用新型屬于港口及近海工程物理模型實驗研究技術領域，涉及用于實時檢測波浪高度及水位高度的波高傳感器，尤其是一種新型大量程電容型波高傳感器。

背景技術

在港口及近海工程實驗研究技術領域，造波是進行物理模型試驗研究的一種必備實驗方法，造波過程中需要使用波高傳感器實時檢測波浪高度。

一般的液位測量，因液位的變化相對緩慢且液面平整，因此超聲波、激光、雷達、電阻、電容、壓力、浮子等液位計都可以滿足測量需求。波高測量是液位測量的一種，因為液位變化迅速，所以壓力、浮子式測量方式便無法使用，又因為液面非常不平整，所以超聲波、激光、雷達等方式都無法使用，因此，波高測量僅可選擇電阻或電容測量方式。

目前，在進行波高測量時，一般采用小量程電容型波高傳感器，該小量程電容型傳波高感器結構由兩根不銹鋼管構成電容的兩極，但試驗表明，只有在量程較小時(量程小于2m)，才能夠保證兩根鋼管之間的平行度和每根鋼管的直線度，從而確保測量精度。但當量程較大時(量程大于2m)，甚至量程大于8m的測量場合，如果仍采用上述電容型波高傳感器結構，那么兩根鋼管之間的平行度和每根鋼管的直線度都無法保證，而兩根鋼管之間平行度和直線度直接影響波高傳感器的線性度，從而影響測量精度，產生由于量程變大而導致測量精度低下的問題。

一種雙線式電容型波高傳感器(CN203422058U)，包括接地測桿、電容感應絲、集線軸、上彈簧鎖絲、彈簧、下彈簧鎖絲、連接塊、電路板、手柄內腔和手柄套筒，所述連接塊和所述電路板均固定在所述手柄內腔上，所述手柄內腔固定在所述手柄套筒內；所述彈簧的一端套在所述上彈簧鎖絲上，所述上彈簧鎖絲與所述集線軸連接，所述彈簧的另一端套在所述下彈簧鎖絲上，所述下彈簧鎖絲與所述連接塊連接；其特征在于，所述電容感應絲為相互平行的兩根，兩根所述電容感應絲均與所述接地測桿平行，且所述電容感應絲在所述集線軸上匯聚之后依次穿過所述集線軸上的中心孔、所述上彈簧鎖絲、所述彈簧、所述連接塊和所述下彈簧鎖絲，所述電容感應絲的一端環過所述接地測桿的一端，所述電容感應絲的另一端與所述電路板連接。本實用新型能夠解決長距離傳送信號的過程中會存在電磁干擾和電壓損耗的情況從而影響采集精度的問題。

因此，在大比尺水工試驗中，如何找到一個適用于大量程情況下的高精度波高傳感器,成為本領域技術人員所面臨的技術難題。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種設計合理、結構簡易、測量精度高的新型大量程電容型波高傳感器。

本實用新型解決其技術問題是采取以下技術方案實現的：

一種新型大量程電容型波高傳感器，包括上張緊架和下張緊架，在所述上張緊架和下張緊架之間固定連接有兩個相互平行的電容電極，所述兩個相互平行的電容電極與檢測電路相連接；所述兩個相互平行的電容電極的上端鉸裝在上張緊架上，該兩個相互平行的電容電極的下端鉸裝在下張緊架上。

而且，所述上張緊架的一側端面和底面為敞口結構，該上張緊架頂部端面制有用于穿裝張緊螺栓的通孔，該張緊螺栓穿過所述通孔與置于上張緊架兩側內壁之間的上張緊塊螺紋連接；該上張緊塊內左右對稱嵌入兩個上絕緣塊；所述兩個上絕緣塊分別與兩個相互平行的電容電極的上端安裝在一起，兩個相互平行的電容電極的下端分別與兩個下絕緣塊安裝在一起，所述下絕緣塊嵌裝在下張緊塊內，所述下張緊塊可繞下張緊架上的轉軸左右旋轉。

而且，所述兩個相互平行的電容電極由兩條長度相同的鋼絲制成，所述鋼絲外包覆有絕緣層。

而且，所述下張緊架由下安裝板和固裝在下安裝板上的轉軸構成，所述轉軸前端制有用于安裝下張緊塊的螺紋，所述下張緊塊與下張緊架上的轉軸采用軸孔連接，其前端的轉軸上同軸安裝有用于鎖緊下張緊塊的螺母和墊片。

而且，所述下張緊塊為一塊方板，在該方板左右兩側對稱制有用于穿裝兩個相互平行的電容電極的長槽，在該長槽內嵌裝有下絕緣塊，所述兩個相互平行的電容電極的下端分別與嵌裝在長槽內的兩個下絕緣塊安裝在一起。

而且，所述兩個相互平行的電容電極的兩端分別穿裝于對應的上絕緣塊和下絕緣塊的凹槽內，該兩個相互平行的電容電極的兩端穿過所述凹槽并通過卡環固裝在對應的上絕緣塊和下絕緣塊上。

而且，在所述下絕緣塊的空隙處充滿絕緣膠。

而且，所述上張緊架和下張緊架分別通過多個脹管固裝在水槽或水池壁上。