[实用新型]一种用于冰水混合环境的波高测量装置

说明书

本实用新型提供一种用于冰水混合环境的波高测量装置。本实用新型包括：固定在船的钢铁支架上的超声波传感器、激光发射器和摄像机、数据处理器，超声波传感器垂直于水面设置，且与水面保持预设安全距离，激光发射器、高清摄像机分别固设在钢铁支架的预设位置，所述预设位置保证激光发射器发出的激光在接触到冰面时，反射的激光能够被高清摄像机接收到。本系统采用超声波非接触式测量，克服了传统测量方法无法测量冰水混合环境的问题，由于超声波传感器和冰水混合环境是不接触的，避免了原有波高测量设备对实验的影响，受环境影响小，克服了实验仪器易损耗的缺点，保证了较高的测量精度，在选择测点时灵活，实验装置易安装。

技术领域

本实用新型涉及海洋工程领域，尤其涉及一种用于冰水混合环境的波高测量装置。

背景技术

在船舶和海洋工程实验中，对波浪的测量与观测是重要的研究方法之一。目前测量波浪高度的装置和方法有很多种，常用的波浪测量装置为接触式，主要有电阻式波高传感器和电容式波高传感器等。然而此类传感器的主要缺点是电阻或电容受环境影响大，测量精度不高，尤其是应用于测量冰水混合的环境时，由于接触式测量设备在测量时与被测水面是有接触的，所以设备易损坏，同时接触式测量设备还会阻碍冰块的运动，因此无法测量冰水混合的环境。因此，业界急需一种高精度且可靠的可用于测量冰水混合环境波浪参数的装置。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种用于冰水混合环境的波高测量装置。本实用新型采用的技术手段如下：

一种用于冰水混合环境的波高测量装置，包括：固定在船的钢铁支架上的第一超声波传感器、第二超声波传感器、第三超声波传感器、第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第一高清摄像机、第二高清摄像机和第三高清摄像机，还包括与上述各测量装置电性连接的置于船内的数据处理器，其中，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器和第三超声波传感器均垂直于水面设置，且与水面保持预设安全距离，第一激光发射器、第一高清摄像机，第二激光发射器、第二高清摄像机、第三激光发射器、第三高清摄像机分别固设在钢铁支架的预设位置，所述预设位置保证第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器发出的激光在接触到冰面时，反射的激光能够被第一高清摄像机、第二高清摄像机、第三高清摄像机接收到。

进一步地，所述第一激光发射器、第二激光发射器、第三激光发射器、第一高清摄像机、第二高清摄像机和第三高清摄像机固设在第一超声波传感器、第二超声波传感器和第三超声波传感器上方的钢铁支架上，其中，所述第一激光发射器与第一超声波传感器之间、第二激光发射器和第二超声波传感器之间、第三激光发射器与第三超声波传感器均存在预设夹角，各高清摄像机与其对应的激光发射器处于同一水平线上。

进一步地，所述第一超声波传感器、第二超声波传感器、第一激光发射器、第二激光发射器、第一高清摄像机、第二高清摄像机放置于船舶前方，两者间距不能小于波长的0.05倍且不能大于波长的0.45倍，第三超声波传感器、第三激光发射器、第三高清摄像机放置于船舶后方。

进一步地，第一高清摄像机和第二高清摄像机之间的间距为波长的四分之一。

进一步地，第二高清摄像机与船首的距离至少大于1倍波长，第三高清摄像机与船尾的距离大于1倍波长。

本实用新型具有以下优点：

1、本系统采用的是超声波非接触式测量，克服了传统测量方法无法测量冰水混合环境的问题，由于超声波传感器和冰水混合环境是不接触的，避免了原有波高测量设备对实验的影响，受环境影响小，克服了实验仪器易损耗的缺点，保证了较高的测量精度，在选择测点时灵活，实验装置易安装。

2、本系统能够实现实时记录冰水混合环境下波高，记录被测环境冰水成分，并能实现波高和船模受力的同步测量。

基于上述理由本实用新型可在海洋工程等领域广泛推广。

附图说明