[實用新型]一種聲學波潮測量儀

有效

• 申請號: 201721680276.4
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN207570541U
• 公開（公告）日: 2018-07-03
• 發明（設計）人: 鄭威;惠力;趙彬;楊英;魯成杰;楊書凱;王志;冉祥濤;石磊;楊俊賢;楊立;朱洪海;趙杰;付明陽;周揚;劉敏;湯永佐;初士博;程永強;于雨;崔曉;萬婧;劉茂科
• 申請（專利權）人: 山東省科學院海洋儀器儀表研究所
• 主分類號: G01C13/00
• 分類號: G01C13/00;G01S15/88
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本實用新型公開了一種聲學波潮測量儀，包括水下部分和陸上部分，水下部分包括水下支架和安裝于水下支架上的水密機箱，陸上部分為上位機，水密機箱頂部分布有聲學換能器陣，聲學換能器陣側面位于水密機箱表面安裝有壓力傳感器和溫度傳感器，水密機箱內部設有信號處理板和電池，信號處理板上安裝有三維電子羅盤和內存卡，本實用新型所公開的聲學波潮測量儀可同時測量波高、波周期、波向和潮位，能夠全天候、自動完成資料的采集、處理、存儲、編報以及遠程傳輸和用戶服務等功能，通用性強、測量數據準確性高、適用于沿海各海洋臺站、碼頭以及大型海洋工程等場合。

技術領域

本實用新型屬于近岸海洋波浪、潮位觀測系統領域，特別涉及一種聲學波潮測量儀。

背景技術

海洋波浪的研究一直是海洋工程領域內重要的研究內容，準確實時的海洋波浪的測量是船舶導航、海洋工程、海洋預報、防災減災、和航海安全的重要需求。

波浪是物理海洋學研究的重要內容之一。波浪測量方法可以分為：直接測量法和遙感方法。直接測量法一般將測量儀器直接放置在測量水域內，直接測量波浪；遙感方法表示儀器遠程通過為微波、電磁波、光信號進行波浪信息的測量。

坐底式波浪測量儀器屬于直接測量方法，坐底式聲學測波儀安裝在水下或是海底，避免了海面大風浪及過往行駛船舶對觀測系統的破壞，具有測量準確度高、可長期穩定可靠工作等特點。

國內目前的坐底式波浪測量設備功能較單一，僅能測量波高、波周期和潮位參數，并沒有波向測量能力，例如山東省科學院海洋儀器儀表研究所生產的LPB1－2型岸用聲學測波儀。而國外最新的產品已經具備了波向測量能力，代表性產品如挪威諾泰克公司浪龍，該產品已經應用廣泛應用在國內近岸的波浪測量中。浪龍通常投放于水底，它可以有效地避免水表的惡劣天氣的影響，人為破壞，和水面船只的影響。浪龍主要缺點有：(1)采用的是接近水面處的海流測點組成陣列進行波向估計，海流反演需要準確的浪致流提取，浪致流的提取是非常困難的。(2)浪龍的測量參數沒有潮位參數。

因此，開發出一種同時具備波高、波周期和波向測量能力的設備，并且簡化和準確進行波向的測量是一個亟待解決的問題。

實用新型內容

為解決上述技術問題，本實用新型提供了一種聲學波潮測量儀，以達到可同時測量波高、波周期和波向，且波高對應的傳遞函數簡單，波向估計更準確和簡化的目的。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案如下：

一種聲學波潮測量儀，包括水下部分和陸上部分，水下部分包括水下支架和安裝于水下支架上的水密機箱，陸上部分為上位機，水下部分和陸上部分之間通過電纜連接，所述水密機箱頂部分布有聲學換能器陣，聲學換能器陣側面位于水密機箱表面安裝有壓力傳感器和溫度傳感器，水密機箱內部設有信號處理板和電池，所述信號處理板上安裝有三維電子羅盤和內存卡。所述三維電子羅盤可以測量儀器的三維姿態，即縱搖角、橫滾角和航向角，其中縱搖角和橫滾角可以用于儀器的姿態修正，航向角用于將儀器坐標系下的波向值修正到大地坐標下的波向值。所述內存卡用來存儲各種傳感器采集的數據，數據可以實時地向陸上上位機發送數據，同時當上位機發送數據調取命令時，也可以將指定時間段內的數據發送到陸上上位機上。

上述方案中，所述聲學換能器陣包括四個收發合置的聲學換能器，首先控制聲學換能器發射聲信號，向海面發射聲波，聲波在接觸到海面以后，會有反射回波，然后控制聲學換能器接收信號，通過發射信號和接收信號的時間差，可以計算聲學換能器到海面的距離，進而可計算出測點所在位置處的波高。

上述方案中，所述水密機箱底部通過水密接插件與水下支架密封連接，保證接口部分的水下密封性。

上述方案中，所述信號處理板包括控制部分和采集處理部分，控制部分控制聲學換能器的發射和接收，采集處理部分負責各傳感器信號的數據采集存儲，并對信號進行數據處理。