[发明专利]微触式浑水水下地形仪

说明书

一、技术领域

本发明涉及水下地形测试仪，具体为高含沙量的水流水下地形测试仪。

二、背景技术

目前在干滩地形测量时常采用人工方式进行，其测量工作量大、时间周期长、效率低、而且还存在人工测量误差的情况。采用激光、超声波等光学方式测量虽然能进行水下地形测量，但由于其具有的高灵敏度的特性，因此只能在清水或特定含沙量情况下使用，不能用于高含沙水下地形的测量。

三、发明内容

本发明的目的在于克服所述原有地形测量仪存在的缺陷，提供一种微触式浑水水下地形仪。

为实现所述目的，本发明采用了如下的技术方案。

微触式浑水水下地形仪包括水平运动执行机构A和上下运动执行机构B，具体的结构是带有高分辨率位移检测器的上下运动执行机构B，以滑动的方式设置在带有水平位移检测器的水平运动执行机构A上，可变重测量探头通过轻质测量探杆设置在上下运动执行机构上，在测量杆的另一端连接微触传感器；所述的高分辨率位移检测器、微触传感器和平位移检测器均与控制系统电连接。

上述可变重测量探头与轻质测量探杆之间活动连接。

上述水平运动执行机构A具体结构是：在测量仪桥架的两端，固定水平运动执行电机及轴连接的主动轮和被动轮，在连接两轮之间的传动带上设置滑动连接的上下运动执行机构；在主动轮上还设置水平位移检测器；在两轮附近设置限位开关；电机、水平位移检测器、限位开关均与控制系统电连接。

上述上下运动执行机构B具体结构是：支撑架固定在滑动底座上，在支撑架的上下两端，固定上下运动执行电机及轴连接的主动轮和被动轮；在连接两轮的传动带上设置带轻质测量探杆的移动支架；在轻质测量探杆的一端设置微触传感器；在被动轮上设置高分辨位移检测器；在移动支架的受限位置固定限位开关。微触传感器、高分辨位移检测器、限位开关、电机均与控制系统电连接。

本发明的优越性在于即适合各种电导率不均匀模型沙，又适合清水、低含沙量水流、高含沙量水流水下地形测试；即可以用于水下、干滩，又可以在动、静床模型上使用。其测量精度≤0.5mm；接触压力可以进行调节（5—15g）；触摸屏操作、PLC自动控制。

四、附图说明

附图1是本发明水平运动执行机构结构示意图。

附图2是本发明上下运动执行机构结构示意图。

五、具体实施方式

本发明的具体结构请参见附图1或者附图2。微触式浑水水下地形仪包括水平运动执行机构A、上下运动执行机构B，具体的结构是带有高分辨率位移检测器1的上下运动执行机构B，以滑动的方式设置在带有水平位移检测器2的水平运动执行机构A上，可变重测量探头3通过轻质测量探杆4设置在上下运动执行机构上B，在测量杆的另一端连接微触传感器5；所述的高分辨率位移检测器1、微触传感器5和水平位移检测器2均与控制系统电连接。

该地形仪的控制系统在水平运动的方向上分手动和自动两种方式。自动状态下，系统依据事先设定好的若干水平位移测量数据，进行若干个水下地形断面的自动检测。在手动运状态下，每一个水平位移数据都要进行一次输入后再进行水下地形断面的自动检测。具体的动态过程是在控制系统控制下，水平运动执行机构A带动上下运动执行机构B到达到某一设定点后，轻质测量探杆4及固定在一端的可变重测量探头3，在上下运动执行机构B的带动下进行下向下运动，同时高分辨率位移检测器1对向下位移进行检测并送至控制系统。当可变重测量探头3接触到测量地形界面时产生微小压力位移，微触传感器5检测到该微小压力位移时向控制系统发出指令，则运动停止。控制系统记录向下位移值并换算成地形数据显示、存储在人机界面，同时轻质测量探杆4在控制系统控制下，向上运动至零点等待下一次测量。

由于测量探头3是可变的，即探头3与轻质测量探杆4之间采用活动连接的方式设置的，根据测量水域的含沙量（密度）的大小，其探头是可以随意进行调换，以保证在不同的水质状态下进行测量。在被测量水域中，水的密度与探头密度相同情况下，测量探头既使做上下的位移，也不会产生相应的压力。一旦探头接触到测量地形界面时，才会产生微小压力位移，微触传感器5就能够检测到该微小压力并向控制系统发出指令，则运动停止。控制系统记录向下位移值并换算成地形数据。这正是激光、超声波等光学方式测量所不可能实现的。