一种离岸流危害的科普装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于海洋安全科普领域，具体是一种离岸流危害的科普装置。包括造波功能模块，造波功能模块产生波浪；多个岸形模块，岸形模块模拟海岸的形状与波浪共同产生离岸流；染色液流动显示系统，染色液流动显示系统对离岸流进行染色；流速监测系统，流速监测系统用于监测离岸流的流速，当流速监测系统监测到流速达到阈值，就会给染色液流动显示系统发送信号，从而使染色液流出，实现染色液流动显示；水循环系统，回收染色后的离岸流并将染色后的离岸流净化成无色的水。本发明专利技术在离岸流危害海滨安全警示方面，填补了无科普装置的空白。填补了无科普装置的空白。填补了无科普装置的空白。

【技术实现步骤摘要】
一种离岸流危害的科普装置


[0001]本专利技术属于海洋安全科普领域，具体是一种离岸流危害的科普装置。

技术介绍

[0002]离岸流，又称裂流，是在海浪和浅滩地形的共同作用下，形成的一股在冲浪区中迅速远离海岸的狭窄海流。离岸流发生区域的海面一般较为平静，具有很强的迷惑性。离岸流发生的位置及其特征因海浪入射角度和沿岸地形的不同而产生变化，发生地点、位置及持续时间具有很大的不确定性。离岸流发生时能迅速地将没有防备的游泳者带离浅滩、进入深海区，即使游泳健将也不能避免，甚至造成溺亡事故。离岸流的迷惑性、不确定性和不可抗性，使它成为海滩上的隐形杀手，成为滨海游客的主要危险来源，它的存在已经严重威胁到滨海游客的生命安全。据统计，大约有80%
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90%的海边救援与离岸流有关，70%
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80%的海边意外死亡事故与离岸流有关，在全球范围内离岸流每年致数百人溺水死亡，令数万人陷入危险。尽管离岸流警示标志已经在一些规范海滨浴场设立，但是大多数人对于离岸流的知识还是了解甚少，在不知名海边遭遇离岸流危害的情况时有发生。因此，向公众普及有关离岸流灾害的的知识，诸如如何辨识离岸流、离岸流的流动特点、哪些地方容易产生离岸流、如何在离岸流中自救、如何加强海边旅游安全等等，对于增强公众的安全意识、保障人身安全具有重要意义。此为本专利技术涉及的一种离岸流危害的科普装置的设计初衷。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决上述问题，提供一种离岸流危害的科普装置。
[0004]本专利技术采取以下技术方案：一种离岸流危害的科普装置，包括造波功能模块，造波功能模块产生波浪；多个岸形模块，岸形模块模拟海岸的形状与波浪共同产生离岸流；染色液流动显示系统，染色液流动显示系统对离岸流进行染色；流速监测系统，流速监测系统用于监测离岸流的流速，当流速监测系统监测到流速达到阈值，就会给染色液流动显示系统发送信号，从而使染色液流出，实现染色液流动显示；水循环系统，回收染色后的离岸流并将染色后的离岸流净化成无色的水。
[0005]在一些实施例中，岸形模块为包括一个或多个扇形面的结构。
[0006]在一些实施例中，造波功能模块包括活塞、传动杆、电机传动轴、连杆、支撑柱、固定环和底板，所述活塞和传动杆为一体结构；所述传动杆下端与连杆的一端连接，连杆的另一端安装在电机传动轴的左端；电机传动轴右端安装在固定环上，固定环与支撑柱铰接，并与底板相连；活塞为一母线与轴为标定夹角圆台形圆台，且圆台侧面应与锥形环面底部的凹槽构成配合关系；两根支撑柱上的凹槽内装有伺服服电机，伺服服电机传动端与电机传动轴连接；当受控制的电机转动时，电机传动轴会带动传动杆上下往复运动，活塞也会随着传动杆反复拍打水面，实现造波。采用伺服电机有利于控制造波幅度、频率等参数。
[0007]在一些实施例中，染色液流动显示系统包括安装在岸形模块前方的颜料喷嘴，颜料喷嘴通过四通管与设置在颜料箱内的染色液泵出装置连接，染色液泵出装置接收流速监
测系统发送的信号。
[0008]在一些实施例中，流速监测系统包括管道进口、流速监视屏以及流量计；流量计和流速监视屏分别与管道进口螺纹配合连接，管道进口正对离岸流；流量计接触到水的冲击开始计时，管内横截面是标定的，且管壁设有多个较小的体积阈值线，体积流量每达到一微小阈值，流量计会记录其时间信息，微小体积流量、横截面积和时间均已知，流量计可计算出流体的近似瞬时速度，而具体数值由流速监测屏来显示。
[0009]或者所述流速监测系统包括水平限位装置、称台、传力装置以及微处理器，称台正对来流安装，水流冲击称台，对其产生力的作用，通过传力装置进行力的传导，传力装置发生弹性形变，使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号，通过微处理器将力信号转化为电信号并进行电信号的放大和滤波处理，最终经内置的A/D处理器转化为数字讯息，将流速数据传出，通过水平限位装置确保其受到正面来流的冲击，不会影响整体流动，消解侧向来流的冲击。
[0010]或者所述流速监测系统包括螺旋桨以及电机，螺旋桨与电机安装在机构框架中，其放在离岸流流向，水流冲击螺旋桨，螺旋桨随之转动，期间在电机中产生微小的电流，通过电流的大小，得到流速的大小，通过放大微小电流的值或者通过标定螺旋桨转速和流速的函数关系得到数值大小。
[0011]在一些实施例中，水循环系统包括环形出水器、水箱、净水器以及水泵，水箱上设置进水口和出水通道，水箱内设置净水器以及水泵，出水通道与环形出水器连接，环形出水器上设置有环形的出水口，回流的水和染色液进入进水口，染色液和水被净水器分离，分离后被水泵泵出环形出水口。
[0012]在一些实施例中，还包括逃生救援系统，逃生救援系统包括能被观众操控的人偶及逃生救援轨道。
[0013]在一些实施例中，还包括警报器装置，警报器装置连接电路到流速监测系统，以检测不同离岸流的岸形模块离岸流可能产生的位置上的速度流向，一旦流速监测系统监测到超过离岸流形成的流速阈值，流速监控系统连接到警报装置的电路开关自动打开并输送电流，即自动发出红色闪光警示，闪光提示离岸流已经发生，从而实现警报功能。
[0014]在一些实施例中，还包括环形显示屏，环形显示屏播放包括但不限于如何辨识离岸流、离岸流的流动特点、哪些地方容易产生离岸流、如何在离岸流中自救、如何加强海边旅游安全等有关离岸流的科普视频以及警示视频。
[0015]在一些实施例中，岸形模块、造波功能模块、染色液流动显示系统、逃生救援系统、流速监测系统、水循环系统以及警报器装置均设置在底座箱上，底座箱上部为中间低周边高的圆形台，所述造波功能模块以及水循环系统设置在圆形台的中央最低位置，造波功能模块周围装有一圈漏斗状隔板，所述造波功能模块放置在漏斗状隔板的圆孔之中；所述多个岸形模块围绕造波功能模块设置，多个岸形模块构成一个锥度较大的封闭环形锥面，造波功能模块位于锥面中心；所述染色液流动显示系统设置在岸形模块与造波功能模块之间靠近岸形模块的位置；所述流速监测系统以及警报器装置皆位于离岸流产生的岸形附近，便于判定离岸流是否产生和离岸流强度，有利于向观众传递此处产生离岸流危险的信息。
[0016]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：1.在离岸流危害海滨安全警示方面，填补了无科普装置的空白；
2.该装置科普手段丰富：既能显示离岸流产生水动力过程、参观者又可通过人偶体验不同逃生路径的难易，又可以通过科普视频获得对离岸流的全面了解；3.该装置内产生不同离岸流的岸形模块是可以替换的，可根据用户需求进行模块设计，并进行任意组合；4.对场地适应性强，可根据场地情况进行设计，圆形、矩形、扇形等都是可以的；5.流速监控方面，多种方法测定流速，能够更加精确测定流速的大小，便于直观的感受离岸流产生的流速条件，使观者更能够理解离岸流形成的过程。
附图说明
[0017]图1为本专利技术装置的三维图1；图2为本专利技术装置的三维图2；图3为本专利技术装置的第一种流速监测系统示意图；图4为本专利技术装置的第二种流速监本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种离岸流危害的科普装置，其特征在于：包括造波功能模块（2），造波功能模块（2）产生波浪；多个岸形模块（1），岸形模块（1）模拟海岸的形状与波浪共同产生离岸流；染色液流动显示系统（3），染色液流动显示系统（3）对离岸流进行染色；流速监测系统（5），流速监测系统（5）用于监测离岸流的流速，当流速监测系统（5）监测到流速达到阈值，给染色液流动显示系统（3）发送信号，使染色液流出，实现染色液流动显示；水循环系统（6），回收染色后的离岸流并将染色后的离岸流净化成无色的水。2.根据权利要求1所述的离岸流危害的科普装置，其特征在于：所述岸形模块（1）为包括一个或多个扇形面的结构。3.根据权利要求1所述的离岸流危害的科普装置，其特征在于：所述造波功能模块（2）包括活塞（201）、传动杆（202）、电机传动轴（203）、连杆（204）、支撑柱（205）、固定环（206）和底板（207），所述活塞（201）和传动杆（202）为一体结构；所述传动杆（202）下端与连杆（204）的一端连接，连杆（204）的另一端安装在电机传动轴（203）的左端；电机传动轴（203）右端安装在固定环（203）上，固定环（206）与支撑柱（205）铰接，并与底板（207）相连；活塞（201）为一母线与轴为标定夹角圆台形圆台，且圆台侧面应与锥形环面底部的凹槽构成配合关系；两根支撑柱（205）上的凹槽内装有伺服服电机，伺服服电机传动端与电机传动轴（203）连接；当受控制的电机转动时，电机传动轴（203）会带动传动杆（202）上下往复运动，活塞（201）也会随着传动杆（202）反复拍打水面，实现造波。4.根据权利要求1所述的离岸流危害的科普装置，其特征在于：所述染色液流动显示系统（3）包括安装在岸形模块（1）前方的颜料喷嘴（301），颜料喷嘴（301）通过四通管（304）与设置在颜料箱（302）内的染色液泵出装置（303）连接，染色液泵出装置（303）接收流速监测系统（5）发送的信号。5.根据权利要求1所述的离岸流危害的科普装置，其特征在于：所述流速监测系统（5）包括管道进口（501）、流速监视屏（502）以及流量计（503）；流量计（503）和流速监视屏（502）分别与管道进口（501）螺纹配合连接，管道进口（501）正对离岸流；流量计（503）接触到水的冲击开始计时，管内横截面是标定的，且管壁设有多个较小的体积阈值线，体积流量每达到一微小阈值，流量计会记录其时间信息，微小体积流量、横截面积和时间均已知，流量计可计算出流体的近似瞬时速度，而具体数值由流速监测屏（502）来显示；或者所述流速监测系统（5）包括水平限位装置（504）、称台（505）、传力装置（506）以及微处理器（507），称台（505）正对来流安装，水流冲击称台（505），对其产生力的作用，通过传力装置（506）进行力的传导，传力装置（506）发生弹性形变，使激励电压发生变化，输出一个变化的模拟信号，通过微处理器（507）将力信号转化为电信号并进行电信号的放大和滤波处理，最终经内置的A/D处理器转化为...

【专利技术属性】
技术研发人员：田海平，王兴莹，陈奎龙，雷锦慧，李荣立，赵子龙，高凯，房鹏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：