一种新型网络化电容式波高测量方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于传感测量技术领域，提供了一种新型网络化电容式波高测量方法及其装置，装置主要由壳体、金属杆支架、带绝缘外层的金属导线、弹簧、采集板、EtherCAT‑P‑M8 4Pin接插端子以及水平仪所组成。本发明专利技术采用EtherCAT P技术进行测量系统设计，同时采用模拟比较测电容的原理来减少波高物理量与电信号之间转换的环节，从而提高波高测量的精度。除此之外，采用单杆三导丝的冗余结构进行波高测量装置的设计，通过信息冗余校验来鉴别数据的有效性。本发明专利技术不仅具有网络传输的布线优势，还具有EtherCAT的分布时钟同步能力和波高测量数据校验能力，可大幅度提高波浪水池实验大数据的质量。

【技术实现步骤摘要】
一种新型网络化电容式波高测量方法及其装置
本专利技术属于传感测量
，涉及到海洋工程模型试验波高测量问题，特别涉及基于EtheCATP技术的结构冗余型电容式波高测量装置的设计方法。
技术介绍
波高测量是海洋工程物理模型试验中的一项重要内容。通过波高仪实时测量水位变化不仅可以给造波机提供反馈进行波谱修正，而且还可以对实验模型周围波浪场分布情况进行信息获取，从而准确地研究波浪对实验水池或水槽中物理模型的作用，因此对波浪测量的精准程度将直接影响模型试验分析结构的有效性和准确性，所以研制一种高可靠、高精度、高灵敏且方便实用的波高测量仪器是十分重要的。波高测量方法实际上是一种液位动态检测技术，而液位检测技术一直被国内外相关领域研究人员视为工业应用研究的重点之一。目前，在各个行业中有许多种测量液位的方法：如电容式液位传感器、电阻式液位传感器、光电式液位传感器、压力式液位传感器、超声波液位传感器等，其中电容式液位传感器以其成本低、结构简单、动态特性良好、测量精度高的特点，已成为海工实验室波浪测量时最为常用的方法。然而，该类型传感器多数情况下无法直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型网络化电容式波高测量装置，其特征在于，该新型网络化电容式波高测量装置主要由壳体、金属杆支架、带绝缘外层的金属导线、弹簧、采集板、EtherCAT-P-M8 4Pin接插端子以及水平仪所组成；采集板安装在圆柱形或矩形壳体内，壳体一端安装水平仪并开有两个孔洞，两个孔洞内分别安装相同的EtherCAT-P-M8 4Pin接插端子，一个为IN，另一个为OUT；采集板另一端则在中心处安装带有三根支腿的金属杆支架，同时距离该中心相同距离且等角度固定三支弹簧，并将三根带绝缘外层的金属导线挂载并固定在金属支架与弹簧之间；采集板的一端分别与两个EtherCAT-P-M8 4Pin接插端子相连，IN端...

【技术特征摘要】
1.一种新型网络化电容式波高测量装置，其特征在于，该新型网络化电容式波高测量装置主要由壳体、金属杆支架、带绝缘外层的金属导线、弹簧、采集板、EtherCAT-P-M84Pin接插端子以及水平仪所组成；采集板安装在圆柱形或矩形壳体内，壳体一端安装水平仪并开有两个孔洞，两个孔洞内分别安装相同的EtherCAT-P-M84Pin接插端子，一个为IN，另一个为OUT；采集板另一端则在中心处安装带有三根支腿的金属杆支架，同时距离该中心相同距离且等角度固定三支弹簧，并将三根带绝缘外层的金属导线挂载并固定在金属支架与弹簧之间；采集板的一端分别与两个EtherCAT-P-M84Pin接插端子相连，IN端口与IN端口相连，OUT端口与OUT端口相连；采集板的另一端分别与三根带绝缘外层的金属导线相连，采集板由EtherCAT-P-M8线缆提供24V电源；波高测量过程中，单片机通过片内模拟比较器和定时计数器获取三根金属导线与金属杆支架间的电容变化，并通过EtherCAT协议进行数据传输，之后根据空间的相关性来判断当前波高测量的正确性。


2.一种新型网络化电容式波高测量方法，其特征在于，步骤如下：
步骤A：初次使用时，需要进行系统定标，首先通过网线与网卡将主机(PC机)与波高测量装置的EtherCAT-P-M84Pin接插端子的IN端连接，同时依据水平仪将波高测量装置垂直放置在量筒内，上电，此时波高测量装置所形成的三个电容开始充放电；
步骤B：在采集板中的单片机中，当模拟比较器正向输入端的电压大于反向输入端参考电压时，产生中断并将定时计数器数据寄存器的值写入到输入捕获寄存器中，令三根金属导...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜海，孟娟，李木国，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21