一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，它包括一可伸縮的支架，在支架上有一轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)置可以旋轉(zhuǎn)的羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)、水位計(jì)，羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)及水位計(jì)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。水位計(jì)為微波高度計(jì)。水位計(jì)的模擬輸出信號，羅盤定向裝置輸出信號和工業(yè)相機(jī)輸出信號均由數(shù)據(jù)采集器和信號轉(zhuǎn)換裝置輸入到計(jì)算機(jī)處理終端。本實(shí)用新型應(yīng)用羅盤定向裝置和相機(jī)，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，還可以利用羅盤定向和相機(jī)所得數(shù)據(jù)信號測得波向、波長、波速。
【專利說明】
一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種波浪監(jiān)測裝置，特別是關(guān)于一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]波峰、波谷、波頂、波底、波高、波長、波陡、周期、波速等波浪參數(shù)的測量，對于跨海橋梁的建設(shè)、施工及維護(hù)有著極其重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。
[0003]現(xiàn)有波浪測量方法有:加速度測量法、波面測量法、壓力法等。除波面測量法外其他方法均為間接測量。基于加速度測量和水壓測量的設(shè)備均要放在水中，布放難度大、易損壞和丟失、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，多采用非接觸式遙測方法，例如激光、微波或超聲等測量方式，利用探頭探測水面變化情況來實(shí)現(xiàn)波浪測量，可以放在海洋上建筑物如橋梁墩臺上，通過加速采樣來實(shí)現(xiàn)波面變化跟蹤，因此具有安全性好，維護(hù)簡便的特點(diǎn)。但現(xiàn)有這些測波裝置只能實(shí)現(xiàn)波高和波周期的測量，而不能測量波向、波長、波速及對波浪的預(yù)測等重要參數(shù)，對于橋梁設(shè)計(jì)，施工及維護(hù)造成諸多不利，從而限制的這些裝置在跨海橋梁上的應(yīng)用價(jià)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]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)的跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括一可伸縮的支架，旋轉(zhuǎn)軸，在旋轉(zhuǎn)軸上依次有羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)、及水位計(jì)。羅盤定向裝置，工業(yè)相機(jī)及水位計(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。
[000?]所述水位計(jì)為微波高度計(jì)。
[0007]所述水位計(jì)為模擬信號微波的發(fā)射和反射波的接收裝置組成，接收到的反射波信號、羅盤定向儀信號及工業(yè)相機(jī)信號輸出通過信號轉(zhuǎn)換設(shè)備再與計(jì)算機(jī)終端相連。
[0008]本實(shí)用新型由于采用以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型采用非接觸方式進(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)用新型將羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)和水位計(jì)組合使用，具有常規(guī)測波設(shè)備所具備的波高、波周期、波普測量功能外，還可以利用羅盤定向裝置和工業(yè)相機(jī)數(shù)據(jù)結(jié)合測出波向、波速、波長。本實(shí)用新型裝置布局簡單，測波方法簡單，是一具有實(shí)用價(jià)值可應(yīng)用的設(shè)
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【附圖說明】
[0009]圖1是本實(shí)用新型裝置實(shí)施示例圖。
[0010]圖2是波高、波周期測量示意圖。
[0011 ]圖3是本實(shí)用新型波長測量示意圖。
[0012]圖4是本實(shí)用新型波向測量原理圖。
[0013]圖5是本實(shí)用新型波速測量原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]如圖1所示，本實(shí)用新型利用羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)和I個(gè)水位計(jì)組成跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，裝置包括如下組件:一固定設(shè)置的可伸縮支架I，在可伸縮支架I上有一個(gè)轉(zhuǎn)軸2，在轉(zhuǎn)軸2上下依次布置羅盤定向裝置3、工業(yè)相機(jī)4、水位計(jì)5。
[0016]羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)、水位計(jì)均通過電纜6和信號采集器7及必要的信號轉(zhuǎn)換設(shè)備8連接到遠(yuǎn)程的計(jì)算機(jī)處理終端9。水位計(jì)采集到波信號數(shù)據(jù)，工業(yè)相機(jī)采集到圖片數(shù)據(jù)，羅盤定向裝置采集到方向數(shù)據(jù)，經(jīng)采集處理后送入到計(jì)算機(jī)處理終端，進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，最終給出波高、波向、波周期、波速、波長、波預(yù)測等波浪參數(shù)。
[0017]上述水位計(jì)輸出信號，工業(yè)相機(jī)采集的圖片數(shù)據(jù)信號，及羅盤定向裝置定位出的方向信號直接由電纜6輸入數(shù)據(jù)采集器7，經(jīng)信號轉(zhuǎn)換裝置8將其全部轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，然后經(jīng)轉(zhuǎn)換裝置上的網(wǎng)口通過電纜接入計(jì)算機(jī)處理終端9(如圖1)。
[0018]實(shí)際中，可伸縮支架I可以邦置在橋墩上或者設(shè)置在橋梁上部結(jié)構(gòu)平臺上面。
[0019]常規(guī)的水位計(jì)上都帶有傳感器，對于單純測量波高和波周期來講，理論上可以利用任何一個(gè)水位計(jì)，通過測量波峰和波谷之間的高度差，及相鄰兩波峰或波谷到達(dá)的時(shí)間差，都可以單獨(dú)測量出波高和波周期。因此對于波高和波周期測量，只需要一個(gè)水位計(jì)即可，但是如果要測量波向，波速等參數(shù)，則需要工業(yè)相機(jī)和羅盤定向裝置才能測量。
[0020]利用跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置測量波參數(shù)的方法如下。
[0021]1、波高、波周期的測量。
[0022]利用水位計(jì)，對水面高度進(jìn)行連續(xù)測量，根據(jù)水面高度隨時(shí)間的變化曲線，如圖2所示，波峰和波谷之間的高差即為波高H，相鄰波峰或波谷之間的時(shí)間差即為波浪周期T。
[0023]2、波向、波速、波長的測量。
[0024]I)根據(jù)相機(jī)拍攝圖片信息，連接計(jì)算機(jī)終端，按比例計(jì)算出波谷與波谷或者波峰與波峰之間的距離即為波長λ，如圖3所示。
[0025]2)根據(jù)相機(jī)的連續(xù)性拍攝圖片，比較連續(xù)拍攝圖片波傳播方向與羅盤定向裝置標(biāo)準(zhǔn)方向相比較，確定波傳播方向與羅盤標(biāo)定方向夾角α即可確定波向，如圖4所示。
[0026]3)根據(jù)相機(jī)的連續(xù)性拍攝圖片，記錄拍攝時(shí)間間隔t，連接計(jì)算機(jī)終端根據(jù)連續(xù)性圖片確定波前進(jìn)距離S，S與t的比值即為波速V，如圖5所示。
[0027]上述實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)，連接方式等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括一可伸縮的支架，在支架上有一轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上依次設(shè)置羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)、水位計(jì)，所述羅盤定向裝置、工業(yè)相機(jī)、水位計(jì)可以在轉(zhuǎn)軸上轉(zhuǎn)動;三個(gè)儀器均通過信號采集器及信號轉(zhuǎn)換設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)終端。2.如權(quán)利要求1所述的一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，其特征在于:所述水位計(jì)為微波高度計(jì)。3.如權(quán)利要求1所述的一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，其特征在于:所述的工業(yè)相機(jī)至少具有兩個(gè)攝像頭。4.如權(quán)利要求1所述的一種跨海橋梁波浪監(jiān)測裝置，其特征在于:所述羅盤定向裝置可為簡易的羅盤儀。
【文檔編號】G01C13/00GK205642439SQ201620326348
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月19日
【發(fā)明人】陳秀謹(jǐn), 紀(jì)玉國, 任艷云, 張立明
【申請人】山東科技大學(xué)