一种基于红外成像的波浪测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于红外成像的波浪测量装置，包括数据处理器、图像采集器、红外摄像机及自发热标尺；自发热标尺垂直设置于测量位，红外摄像机的摄像范围涵盖全部自发热标尺区域，图像采集器将红外摄像机反馈的数据传递给数据处理器。本实用新型专利技术所述的波浪测量装置，采用红外成像技术和自发热标尺测量波浪数值，克服了光照强度对测量精度的影响，能够实现不同环境下波浪的测量，响应速度快、测量精度高。

A wave measuring device based on infrared imaging

The utility model provides a wave measuring device based on infrared imaging, including a data processor, an image collector, an infrared camera and a spontaneous heating scale; the spontaneous heating scale is vertically arranged at the measuring position; the infrared camera's imaging range covers all the spontaneous heating scale areas; and the image collector feeds back the infrared camera. The data is passed to the data processor. The wave measuring device of the utility model adopts the infrared imaging technology and the spontaneous heating scale to measure the wave value, overcomes the influence of the light intensity on the measuring accuracy, and can realize the wave measurement in different environments, with fast response speed and high measuring accuracy.

【技术实现步骤摘要】
一种基于红外成像的波浪测量装置
本技术属于海洋工程试验领域，尤其是涉及一种基于红外成像的波浪测量装置。
技术介绍
波浪测量装置是船舶和海洋工程实验室中必要的试验装置，常用的波浪测量装置为接触式，主要包括：电阻式波高传感器和电容式波高传感器等。此类波高传感器的基本原理是：将两根电阻或电容细丝垂直地放置在水中，细丝的底部联通，顶端分别与电源正负极连接形成回路，水位的变化会引起电路中电阻或电容的变化，通过建立水位与电阻或电容的关系，来得到测量水位值。接触式测量的主要缺点是电阻或电容容易受环境影响，测量精度不高，另外接触式的测量对试验会产生影响，且在波高较大时易损坏。目前使用的非接触测量装置主要为超声波式、电磁波式和图像式，超声波式和电磁波式的主要原理是基于超声波和电磁波在水面的反射，通过分析反射波的特性得到水位信息。该方法的主要缺点是测量精度取决于发射器功率，有时液面会有气泡、波浪，引起反射混乱，会产生测量误差，且装置较为复杂，价格高。图像式主要通过识别自由水面的位置进行波高测量，该方法的不足之处在于，当光线较弱或黑暗条件下不能清晰的捕捉图像，影响测量的精准度。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种基于红外成像的波浪测量装置，以适用于各种光照条件下的红外成像波浪测量。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于红外成像的波浪测量装置，其特征在于：包括数据处理器、图像采集器、红外摄像机及自发热标尺；所述自发热标尺垂直设置于测量位，所述红外摄像机的摄像范围涵盖全部自发热标尺区域，所述图像采集器将所述红外摄像机反馈的数据传递给所述数据处理器。进一步的，所述自发热标尺包括密封的外管及设于所述外管内腔的内加热管；所述外管外表面涂覆有疏水涂层，所述外管和所述内加热管之间填充有保温填料进一步的，所述外管为不锈钢管或铜管。进一步的，所述疏水涂层由聚氨酯丙烯酸酯制成。进一步的，所述保温填料为陶瓷或硅土。进一步的，所述波浪测量装置还包括控温装置及与所述控温装置连接的水温传感器；所述控温装置控制所述内加热管的温度。进一步的，所述控温装置由外部电源供电。进一步的，所述自发热标尺的数量为至少一个。进一步的，所述数据处理器为计算机。相对于现有技术，本技术所述的一种基于红外成像的波浪测量装置具有以下优势：本技术所述的一种基于红外成像的波浪测量装置，采用红外成像技术和自发热标尺测量波浪数值，克服了光照强度对测量精度的影响，能够实现不同环境下波浪的测量，响应速度快、测量精度高，同时还具有测量范围宽的优点，既可以进行定点液位的测量也可以进行连续测量，能够同时记录下若干不同位置的波浪信息，此外，本技术所述的波浪测量装置还具有造价低、安装方便、不易损坏、维修成本低的优点。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本技术所述波浪测量装置的结构示意图；图2为本技术所述自发热标尺的结构示意图。附图标记说明：1-数据处理器；2-图像采集器；3-红外摄像机；4-水槽；5-自发热标尺；6-水温传感器；7-控温装置；8-外部电源；9-内加热管；10-保温填料；11-外管；12-疏水涂层。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1所示，一种基于红外成像的波浪测量装置，包括数据处理器1、图像采集器2、红外摄像机3、若干个自发热标尺5、控温装置7、为控温装置7供电的外部电源8及与控温装置7连接的水温传感器6；其中，自发热标尺5垂直设置于测量位，红外摄像机3的摄像范围涵盖全部自发热标尺5区域，图像采集器2将红外摄像机3反馈的数据传递给作为数据处理器1的计算机；如图2所示，自发热标尺5包括密封的外管11及设于外管11内腔的内加热管9；外管11外表面涂覆有疏水涂层12，可以避免液体附着于外管外表面影响外管温度，进而影响红外摄像机的图像捕捉，外管11和内加热管9之间填充有保温填料10，保温填料10可以有效减缓散热速度，避免内加热管9直接接触外管11导致散热过快的情况发生，内加热管9由控温装置7控制其温度，使其保持在恒定温度，外管11可接收由内加热管9传递过来的热量，由于水温与自发热标尺5温度不同，使得外管11位于水上和水下部位的温度不同，在光线较弱或黑暗条件下，红外摄像机3可准确成像；其中，外管11可以选择为不锈钢管或铜管，疏水涂层12选用聚氨酯丙烯酸酯材料，保温填料10可优选为陶瓷或硅土；本技术所述的波浪测量装置的工作原理如下：红外摄像机3能够在黑暗或者弱光条件下成像，由于水和自发热标尺5的温度不同，在自发热标尺5的水上和水下连接处会形成分液面，通过图像分析该水面的相对位置，能够很容易地得到水面的高度信息，即该位置的水位值，进而通过连续测量得到波高、周期等信息。本技术所述的波浪测量装置采集波高的主要过程如下：仪器安装、高度标定、图像采集、数据处理和结果输出；首先，在无水条件下，将三个自发热标尺5垂直设置于测量位(此处选择在水槽4中进行实验)，将红外摄像机3固定在自发热标尺5对面，并对自发热标尺5的高度进行标定；在水槽4内加水至三分之二高度，水槽4内设有造波装置；试验时，在无光线或较弱光线下，启动装置，红外摄像机3捕捉图像，将图像通过图像采集器2实时地传输至数据处理器1中，利用红外识别的方法自动识别波高，利用图像识别软件，分析记录相应水位信息，即可测量规则波、不规则波和孤立波等各种波浪的波高，尤其能够测量得到波浪破碎后的波高。试验表明，测量得到的波高误差为2mm，具有良好的精度。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于红外成像的波浪测量装置，其特征在于：包括数据处理器(1)、图像采集器(2)、红外摄像机(3)及自发热标尺(5)；所述自发热标尺(5)垂直设置于测量位，所述红外摄像机(3)的摄像范围涵盖全部自发热标尺区域，所述图像采集器(2)将所述红外摄像机(3)反馈的数据传递给所述数据处理器(1)；所述自发热标尺包括密封的外管(11)及设于所述外管(11)内腔的内加热管(9)；所述外管(11)外表面涂覆有疏水涂层(12)，所述外管(11)和所述内加热管(9)之间填充有保温填料(10)。

【技术特征摘要】
1.一种基于红外成像的波浪测量装置，其特征在于：包括数据处理器(1)、图像采集器(2)、红外摄像机(3)及自发热标尺(5)；所述自发热标尺(5)垂直设置于测量位，所述红外摄像机(3)的摄像范围涵盖全部自发热标尺区域，所述图像采集器(2)将所述红外摄像机(3)反馈的数据传递给所述数据处理器(1)；所述自发热标尺包括密封的外管(11)及设于所述外管(11)内腔的内加热管(9)；所述外管(11)外表面涂覆有疏水涂层(12)，所述外管(11)和所述内加热管(9)之间填充有保温填料(10)。2.根据权利要求1所述的一种基于红外成像的波浪测量装置，其特征在于：所述外管(11)为不锈钢管或铜管。3.根据权利要求1所述的一种基于红外成像的波浪测量装置，其特征在于：所述疏水...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈松贵，张二林，崔跃，陈汉宝，王依娜，彭程，王收军，陈广来，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12