水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置制造方法及图纸

本申请公开了一种水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置，该模块包括：探头单元，包括导光单元与收光单元，所述导光单元与收光单元相对侧的侧面均开有通光孔；光电接收处理单元，包括发光二极管、三极管、电压比较模块、数模转换模块、数字显示面板和精密可调电阻，调节所述精密可调电阻，调整所述发光二极管的发光强度，所述发光二极管发光经光纤传送至所述导光单元后被所述收光单元接收，接收的光经光纤送至所述三极管，所述数模转换模块将所述三极管的阻值变化转化为数字量，数字显示面板显示通光量数值，所述电压比较模块判断实际通光量与通光量阈值大小，当实际通光量低于通光量阈值时，电压比较模块输出高电平的开关量信号。高电平的开关量信号。

【技术实现步骤摘要】
水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置


[0001]本申请涉及河口海岸物理模型地形测量领域，尤其涉及一种水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置。

技术介绍

[0002]泥沙研究是水利工程的一个重点研究方向，河口海岸物理模型试验是研究这类泥沙问题的重要方法。在试验过程中，要准确的监测泥沙地形的变化趋势及变化幅度，需要地形测量仪器来测量试验中的地形数据。测量分为人工出来与自动测量两种方法。
[0003]人工方法测量，通过手持式界面仪配合水准仪观测数据，手持式界面仪采用光电传感器判断泥沙界面，测量时需要至少三人配合，一名工作人员手持界面仪，另外一名工作人员通过水准仪观测界面仪测杆读数，还需要一名工作人员记录数据；手动测量的缺点总结如下：测量精度低，实际精度在2mm以上；测量效率低下，数据实时性不好；探头体型较大，对地形破坏较大。
[0004]自动测量，主要采用超声波地作为传感器，泥沙地形必须全部在水下且淹没深度超过10cm，实测误差在2mm以上，不能测量泥沙浑水模型地形及水上地形。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本申请实施例的目的是提供一种水沙界面判断模块及河口海岸物理模型水下地形测量装置，以解决上述问题。
[0006]本专利技术的专利技术目的是克服上述的模型地形测量的缺陷，提出一种测量精度高、效率高、单探头可同时测量水下浑水地形、水上地形及硬地面地形、使用方便且轻质化的三维地形测量装置。
[0007]根据本申请实施例的第一方面，提供一种水沙界面判断模块，包括：
[0008]探头单元，包括导光单元与收光单元，所述导光单元与收光单元相对侧的侧面均开有通光孔；
[0009]光电接收处理单元，包括发光二极管、三极管、电压比较模块、数模转换模块、数字显示面板和精密可调电阻，通过调节所述精密可调电阻，调整所述发光二极管的发光强度，所述发光二极管发出的光透过通光孔后经过光纤传送至所述导光单元，然后被所述收光单元接收，所述收光单元接收的光透过通光孔后经过光纤送至所述三极管，所述数模转换模块将所述三极管的阻值变化转化为数字量，然后通过数字显示面板显示实际通关量数值，所述电压比较模块通过判断实际通光量与通光量阈值来输出开光量信号，当实际通光量低于通光量阈值时，电压比较模块被触发并输出高电平的开关量信号。
[0010]进一步地，所述数字显示面板上有两组数值，一组为实际通光量，一组为通光量阈值。
[0011]根据本申请实施例的第二方面，提供一种河口海岸物理模型水下地形测量装置，包括：
[0012]三轴移动平台；
[0013]权利要求1所述的水沙界面判断模块，安装在所述三轴移动平台的Z轴上；
[0014]伺服控制器，与所述三轴移动平台电连接，控制所述三轴移动平台的移动；PLC控制器，与所述伺服控制器电连接；
[0015]触摸屏，与所述PLC控制器通过连接。
[0016]进一步地，所述三轴移动平台，包括：
[0017]一对平行布置且可沿X轴滑动的X轴直线滑动轨道模组；
[0018]Y轴直线滑动轨道模组，设置在所述X轴直线滑动轨道模组上；
[0019]Z轴直线滑动轨道模组，设置在所述Y轴直线滑动轨道模组上。
[0020]其中所述水沙界面判断模块设置在所述Z轴直线滑动轨道模组上。
[0021]进一步地，所述探头单元通过探头固定装置固定在所述Z轴直线滑动轨道模组上。
[0022]进一步地，所述探头固定装置为一个圆管柱体，柱体下方有两个圆孔，用于固定探头单元，柱体上方为一个内攻丝的螺纹孔，用于与Z轴直线滑动轨道模组进行固定连接。
[0023]进一步地，所述X轴直线滑动轨道模组包括：
[0024]第一直线导轨组件；
[0025]第一伺服电机，驱动所述第一直线导轨组件。
[0026]进一步地，所述Y轴直线滑动轨道模组包括：
[0027]第二直线导轨组件；
[0028]第二伺服电机，驱动所述第二直线导轨组件。
[0029]进一步地，所述Z轴直线滑动轨道模组包括：
[0030]第三直线导轨组件；
[0031]第三伺服电机，驱动所述第三直线导轨组件。
[0032]进一步地，第一、第二、第三伺服电机为采用绝对值编码器的高精度伺服电机。
[0033]本申请的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0034]由上述实施例可知，本申请采用具有可调节阈值并实时显示通光量的光电式判断方式，克服了传统光电探头水沙界面判别不清晰且调节麻烦的问题，进而达到了精确判断水沙界面的目的，并且使用方便。采用搭载三轴移动平台进行水下地形的方式，克服了以往定位不精确、重复精度差的问题，使得地形测量更加精确。
[0035]本申请水沙界面判断模块可判断水沙的分界面，三轴移动平台可提供空间的移动，配合上伺服控制器、PLC控制器以及触摸屏，可实现空间的移动与精确定位，当水沙界面判断模块判断到某测点水沙分界面后，立刻向PLC返回一个开光量状态，PLC记录当前的位置信息，该位置信息包括该测点水沙分界面的高程信息及该测点的二维位置信息，这样就可以精确获知该测点的泥沙地形数据。
[0036]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
[0037]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
[0038]图1是根据一示例性实施例示出的探头单元示意图。
[0039]图2是根据一示例性实施例示出的光电接收处理单元的电路图。
[0040]图3是根据一示例性实施例示出的一种河口海岸物理模型水下地形测量装置的整体结构示意图。
[0041]图4是图3中A处的局部放大图。
[0042]图中的附图标记有：
[0043]100、水沙界面判断模块；10、探头单元；11、导光单元；12、收光单元；20、光电接收处理单元；21、发光二极管；22、三极管；23、电压比较模块；24、数模转换模块；25、数字显示面板；26、精密可调电阻；
[0044]200、三轴移动平台；210、X轴直线滑动轨道模组；211、第一直线导轨组件；220、Y轴直线滑动轨道模组；221、第二直线导轨组件；222、第二伺服电机；230、Z轴直线滑动轨道模组；231、第三直线导轨组件；232、第三伺服电机；
[0045]300、触摸屏；400、搬动把手；500、控制箱；600、拖线槽；700、支架。
具体实施方式
[0046]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水沙界面判断模块，其特征在于，包括：探头单元，包括导光单元与收光单元，所述导光单元与收光单元相对侧的侧面均开有通光孔；光电接收处理单元，包括发光二极管、三极管、电压比较模块、数模转换模块、数字显示面板和精密可调电阻，通过调节所述精密可调电阻，调整所述发光二极管的发光强度，所述发光二极管发出的光透过通光孔后经过光纤传送至所述导光单元，然后被所述收光单元接收，所述收光单元接收的光透过通光孔后经过光纤送至所述三极管，所述数模转换模块将所述三极管的阻值变化转化为数字量，然后通过数字显示面板显示实际通关量数值，所述电压比较模块通过判断实际通光量与通光量阈值来输出开光量信号，当实际通光量低于通光量阈值时，电压比较模块被触发并输出高电平的开关量信号。2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述数字显示面板上有两组数值，一组为实际通光量，一组为通光量阈值。3.一种河口海岸物理模型水下地形测量装置，其特征在于，包括：三轴移动平台；权利要求1所述的水沙界面判断模块，安装在所述三轴移动平台的Z轴上；伺服控制器，与所述三轴移动平台电连接，控制所述三轴移动平台的移动；PLC控制器，与所述伺服控制器电连接；触摸屏，与所述PLC控制器通过连接。4.根据权利要求3所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永举，邵杰，黄君宝，董伟良，谢东风，梁斌，许政，
申请(专利权)人：浙江省水利河口研究院浙江省海洋规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：