飘带式水面风浪测试装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种飘带式水面风浪测试装置，在江、河或湖泊的水面测试点上安置有飘带式水面风浪测试装置，该装置沿中心线依次连接有锚头、锚链、浮子、缆绳、工作筏、电缆绳和风浪测试带，风浪测试带上等距连接有三只测试球；飘带式风浪测试装置顺着风浪方向漂浮，在工作筏上的传动架随风浪摆动发电。本实用新型专利技术的工作筏能自动控制、信号传输及风力发电，该风浪测试装置风浪测试带上的每只测试球内均安置有浪形传感器a、浪形传感器b和浪高传感器，能在三维方向上实时连续测试风浪的波形、高度、长度、频率，是一种先进的水文测试设备。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测试江、河或湖泊水面风浪参数的装置，具体的说是一种飘带式水面风浪测试装置。
技术介绍
目前，常用摄像等方法来测得江、河或湖泊水面风浪的波形、高度、长度。由于上述方法不能实时连续自动测试及计算机数据处理，导致难以获得完整的风浪水文资料。
技术实现思路
针对现有水面风浪测试方法的不足，本技术提出了一种飘带式水面风浪测试装置，该装置具有在三维方向上实时连续测试风浪的波形、高度、长度、频率和水温，并能风浪发电等功能。本技术解决技术问题采用如下技术方案:一种飘带式水面风浪测试装置，其特征在于:包括有依次连接的锚头、锚链、浮子、缆绳、工作筏、电缆绳和风浪测试带，所述的锚头锚于水底的土里，所述的浮子、工作筏和风浪测试带顺着风浪方向漂浮于水面，在所述风浪测试带的电缆绳上等距连接有三只测试球，所有的测试球的结构均相同，所述的风浪测试带随风浪的起伏而变形，所述的测试球随风浪测试带的变形而变位；所述的工作筏的筏身为前后两头尖的流线型，所述筏身的甲板上沿中心线方向设有导向板，筏身的前端设有缆绳接头，筏身的后端设有电缆绳接头a，所述筏身的后部两侧吃水线位置的筏壁上各有一个通孔，两个通孔内分别安装有传动轴座，所述筏身的后部活动安装有传动架，在所述传动架的拍板两端均固定有Π状的传动臂，两只所述传动臂臂端上的传动轴分别活动安置于两只所述的传动轴座内，所述传动架随风浪的起伏而上下摆动；所述的拍板的横断面为?形状，在所述拍板的侧面沿中心线有通孔，所述的风浪测试带的电缆绳与拍板后侧面中心连接后，穿过所述的通孔再与所述的电缆绳接头a连接；所述的工作筏的筏舱内有控制器、水温传感器、蓄电池、单向变速器和发电机，所述传动架的传动轴经传动轴座与单向变速器主轴连接，单向变速器带动发电机发电，所述导向板的顶面设有发光指示器和天线。所述的飘带式水面风浪测试装置，其特征在于:所述的测试球的球体为圆球形状，在该球体内的底部中心有底座，在该球体内的沿中心线有竖向的浪形传感器a、沿垂直中心线有竖向的有浪形传感器b，以及沿竖向中心线有浪高传感器，所述的浪形传感器a、浪形传感器b和浪高传感器的下部均埋置于所述的底座内；在该球体内沿中心线有连接板，在所述球体的前端有电缆绳接头b，在所述球体的后端有电缆绳接头C，该电缆绳接头b和电缆绳接头c分别与所述连接板的两端连接；在所述球体内的其余空间均填充满轻质材料；在所述球体的顶部有发光指示器，在所述球体的电缆绳接头c下方有平衡重块架。所述的飘带式水面风浪测试装置，其特征在于:所述的浪形传感器a的器身a和浪形传感器b的器身b均为D形的封闭连通圆管，在所述器身a和器身b的顶部均有注液体口，在所述器身a和器身b的下半段内均有液体；所述器身a的竖直段是调制管a，所述器身b的竖直段是调制管b，所述的调制管a位于所述测试球内的前部，所述的调制管b位于所述测试球内的左部；所述的调制管a和调制管b的结构相同，在所述调制管a和b内的上部均固定有调制块a，在所述调制管a和b内的液体面上均浮有浮块，在所述调制管a和b内下部的液体中均固定有调制块b ;在所述调制块a的周边有等距的多个竖向通孔，在该调制块a的中心安置有磁铁圆块a，该磁铁圆块a的N极向下；在所述调制块b的周边有等距的多个竖向通孔，在该调制块b内的顶面中心安置有霍尔元件a，在该调制块b内的霍尔元件a下方有磁铁圆块b，所述的霍尔元件a与磁铁圆块b之间有间隙，该磁铁圆块b的S极向上；所述的浮块为圆柱体，该浮块的侧面上有多道竖向的凹槽，该浮块的中间安置有磁铁圆块C，该磁铁圆块c的N极向上；随着测试球向前后、左右的倾斜，在所述调制管a、调制管b内的浮块离开或接近调制板b。所述的飘带式水面风浪测试装置，其特征是:所述的浪高传感器的器身c为圆直管，该器身C的上端有顶盖，该器身C的下端有底盖，在该器身C内的上部有调制块C，在该器身C内的下部有调制块d，在该器身C内的中部悬空有磁铁圆块f;在所述调制块C内的上部有磁铁圆块d，在该调制块C内的下部有霍尔元件b，所述的霍尔元件b与磁铁圆块d之间有间隔，所述的磁铁圆块d的N极向下；在该调制块d内的上部有霍尔兀件C，在所述调制块d内的下部有磁铁圆块e，所述的磁铁圆块e与霍尔元件c之间有间隔，所述的磁铁圆块e的S极向上；所述的磁铁圆块f沿中心线有通孔，该磁铁圆块f的S极向下；当所述的器身c在竖向受到波动时，所述的磁铁圆块f会上下移动。本技术中的飘带式水面风浪测试装置基于以下工作原理:为了定点测试出水面风浪的参数，把锚头锚于测试点的水底，飘带式水面风浪测试装置能围绕锚头360°转动，在风和水面水流的作用下，由浮子和工作筏上的导向板，以及较长的风浪测试带的导向作用，使飘带式水面风浪测试装置顺风浪方向飘动，这样飘带式水面风浪测试装置能准确定位进行风浪参数的测试工作。通过流体动力学计算和实验验证，设计出传动架的结构形状，在风浪起伏和风浪测试带拖曳力的作用下，传动架能围绕工作筏上的传动轴上下摆动，传动轴经单向变速器变速传动发电机发电，再把发电机发出的电输给蓄电池或供给飘带式水面风浪测试装置。因为风浪测试带的结构具有重量轻、柔性、漂浮等特点，所以风浪测试带能按水面风浪的曲线变形，风浪测试带上的测试球随水面波浪的起伏而变位，由测试球内的浪形传感器a、浪形传感器b和浪高传感器传感出三维方向上实时的风浪参数。浪形传感器a的器身a和浪形传感器b的器身b均为“D”形的连通圆管，在器身a和器身b内盛有液体，当测试球发生倾斜时，器身a和器身b内的液体保持水平面，调制管内的浮块随液体面的起落而升降，改变着浮块内磁铁圆块c与霍尔元件a的距离，该霍尔元件a按磁铁圆块c作用的磁场强度输出传感信号。另外，在调制管内的上方安置了磁铁圆块a及下方安置了磁铁圆块b，该些磁铁圆块a和磁铁圆块b的磁极与浮块中的磁铁圆块c同性相对，这样对浮块产生无阻尼弹性约束力，确保浮块在理想区间内工作。浪高传感器器身c随风浪水面起伏而升降，当风浪水面上升时，浪高传感器上升，器身c内的磁铁圆块f在惯性力的作用下保持相对不动，届时磁铁圆块f远离调制块C，即磁铁圆块f作用于霍尔元件b上的磁场强度变小，该霍尔元件b输出相应小的传感信号。同时，磁铁圆块f接近调制块d，即磁铁圆块f作用于霍尔元件C上的磁场强度变大，该霍尔元件C输出相应大的传感信号；当浪高传感器下降时，器身C内的磁铁圆块f在惯性力的作用下仍保持相对不动，届时磁铁圆块f接近调制块C，即磁铁圆块f作用于霍尔元件b上的磁场强度变大，该霍尔元件b输出相应大的传感信号。同时，磁铁圆块f远离调制块d，即磁铁圆块f作用于霍尔元件C上的磁场强度变小，该霍尔元件C输出相应小的传感信号。与已有技术相比，本技术有益效果体现在:本技术提出的一种飘带式水面风浪测试装置，该风浪测试装置上的工作筏能自动控制、信号传输及风力发电，该风浪测试装置风浪测试带上的每只测试球内均安置有浪形传感器a、浪形传感器b和浪高传感器，能在三维方向上实时连续测试风浪的波形、高度、长度、频率，是一种先进的水文测试设备。【附图说明】图1为本技术的飘带式水面风浪测试装置侧视布置示意图。图2为本技术的飘带式水面风浪测试装置俯视布置示意图。图3为本技术的工作本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种飘带式水面风浪测试装置，其特征在于：包括有依次连接的锚头、锚链、浮子、缆绳、工作筏、电缆绳和风浪测试带，所述的锚头锚于水底的土里，所述的浮子、工作筏和风浪测试带顺着风浪方向漂浮于水面，在所述风浪测试带的电缆绳上等距连接有三只测试球，所有的测试球的结构均相同，所述的风浪测试带随风浪的起伏而变形，所述的测试球随风浪测试带的变形而变位；所述的工作筏的筏身为前后两头尖的流线型，所述筏身的甲板上沿中心线方向设有导向板，筏身的前端设有缆绳接头，筏身的后端设有电缆绳接头a，所述筏身的后部两侧吃水线位置的筏壁上各有一个通孔，两个通孔内分别安装有传动轴座，所述筏身的后部活动安装有传动架，在所述传动架的拍板两端均固定有Π状的传动臂，两只所述传动臂臂端上的传动轴分别活动安置于两只所述的传动轴座内，所述传动架随风浪的起伏而上下摆动；所述的拍板的横断面为～形状，在所述拍板的侧面沿中心线有通孔，所述的风浪测试带的电缆绳与拍板后侧面中心连接后，穿过所述的通孔再与所述的电缆绳接头a连接；所述的工作筏的筏舱内有控制器、水温传感器、蓄电池、单向变速器和发电机，所述传动架的传动轴经传动轴座与单向变速器主轴连接，单向变速器带动发电机发电，所述导向板的顶面设有发光指示器和天线。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金菊良，吴成国，蒋尚明，赵君，汪哲荪，郦建强，王宗志，沈时兴，潘争伟，周玉良，张礼兵，刘丽，张明，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：新型
国别省市：安徽;34