[實用新型]聲學波浪流速剖面儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201921370877.4
• 申請日: 2019-08-22
• 公開（公告）號: CN210775547U
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發(fā)明（設計）人: 王東瑜;汪博;馮子旻;甄金鑫
• 申請（專利權）人: 廣州睿海海洋科技有限公司
• 主分類號: G01P5/24
• 分類號: G01P5/24;G01S15/58
• 代理公司: 廣州市合本知識產權代理事務所(普通合伙) 44421
• 代理人: 梁華行

本實用新型公開了聲學波浪流速剖面儀，包括計算機、波浪測量儀，波浪測量儀包括三腳支架以及固定安裝與三角支架頂部的換能頭，換能頭上固定安裝有脈沖聲波發(fā)生器、脈沖聲波接收器，換能頭內設有與脈沖聲波發(fā)生器、脈沖聲波接收器信號連接的信號處理模塊，信號處理模塊與計算機信號連接。本實用新型結構新穎，采用脈沖聲波信號監(jiān)測水流速度、波浪高度，獲得直觀的數據，提高觀測結果精度，有利于數據評估以規(guī)避海上作業(yè)風險。

技術領域

本實用新型涉及海洋觀測技術領域，具體是聲學波浪流速剖面儀。

背景技術

海洋監(jiān)測技術作為海洋科學和技術的重要組成部分，在維護海洋權益、開發(fā)海洋資源、預警海洋災害、保護海洋環(huán)境、加強國防建設、謀求新的發(fā)展空間等方面起著十分重要的作用，也是展示一個國家綜合國力的重要標志。海洋監(jiān)測技術一般可分為天基海洋觀測、海基觀測和水下海洋觀測。

目前的海洋觀測技術中浪流觀測多數停留在肉眼觀測，過于依賴生活經驗，觀測結果精度低，難以獲得準確的評估數據，不利于數據評估以規(guī)避海上作業(yè)風險。

實用新型內容

本實用新型為克服上述情況不足，旨在提供一種能解決上述問題的技術方案。

聲學波浪流速剖面儀，包括計算機、波浪測量儀，波浪測量儀包括三腳支架以及固定安裝與三角支架頂部的換能頭，換能頭上固定安裝有脈沖聲波發(fā)生器、脈沖聲波接收器，換能頭內設有與脈沖聲波發(fā)生器、脈沖聲波接收器信號連接的信號處理模塊，信號處理模塊與計算機信號連接。

進一步的，波浪測量儀上的脈沖聲波發(fā)生器發(fā)送脈沖聲波，脈沖聲波接收器接收回聲，由信號處理模塊測量回聲聲波的音調或頻率的變化測量水流的速度，計算公式如下：

其中：

F_Doppler是指脈沖聲波接收器接收回聲聲波頻率的變化，稱為多普勒頻移；

F_Source是指脈沖聲波發(fā)生器發(fā)送的脈沖聲波的聲波頻率；

V是指海平面水流速度；

C是指脈沖聲波發(fā)生器發(fā)送的脈沖聲波的聲波速度。

進一步的，波浪測量儀上的脈沖聲波發(fā)生器垂直發(fā)送脈沖聲波，脈沖聲波接收器接收回聲，由信號處理模塊測量發(fā)送與接收脈沖聲波經歷的時間測量波浪距離波浪測量儀的高度，并分別以高度、時間為坐標系繪制高度-時間曲線即波浪模型，計算公式如下：

ΔH＝C/2·Δt

其中：

ΔH是波浪距離波浪測量儀的高度；

C是指脈沖聲波發(fā)生器發(fā)送的脈沖聲波的聲波速度；

Δt是指發(fā)送與接收脈沖聲波經歷的時間。

進一步的，脈沖聲波發(fā)生器采用型號為DEUY-1051S的高頻信號發(fā)生器，脈沖聲波接收器采用型號為MA40S4R的超聲波信號接收器。

進一步的，信號處理模塊采用型號為STM32F437ZIT6的微處理芯片。

進一步的，換能頭上還安裝有與信號處理模塊信號連接的傾斜傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器，其中傾斜傳感器的型號為YY-D0260H2-F，溫度傳感器的型號為PT100，壓力傳感器的型號為YHT3015。

進一步的，三腳支架上固定安裝有防水電池模組，防水電池模組為換能頭供電，三腳支架上還固定安裝有與信號處理模塊信號連接的信號發(fā)射天線，與波浪檢測儀相鄰設有接收信號發(fā)射天線的信號并將信號發(fā)送到計算機的信號中轉基站。

進一步的，換能頭上連接有供電電纜以及連接于換能頭與計算機之間的信號線纜。