专利名称：一种用于实验室的水沙界面地形测量装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水工实验室中的一种新型水沙界面地形测量装置。
技术背景尽管物理模拟在理论上和试验设计上存在许多困难，但已在实践中证实是接近工程实际的可靠的研究手段，尤其在局部工程的优选和对比方面，具有其他研究方法无法比拟的优势，而且对数模研究也能起到验证作用。这也是世界各国大型港工、水工建设均在实验室内进行多方面的物理模拟研究的重要原因。
水工实验室在研究泥沙运移、海底冲刷时需要制作地基模型，测试各种工况作用下的地形变化。目前在实验室内主要通过预先设置参照点或应用水下超声地形仪测量水沙界面地形。预先设置参照点法测量的点有限，测量精度也不高。水下超声地形仪的测量效果较好，但是在局部地形剧烈变化处接收到的反射信号很弱，或者收不到反射信号，造成严重的测量误差，在数据分析时又难以判断，这在一定程度上影响了水沙界面地形的测量精度。
发明内容
本实用新型研究一种新型的实验室用地形仪，提高水沙界面地形的测量精度，本实用新型的目的是开发一种用于实验室的水沙界面地形测量装置。
一种用于实验室的水沙界面地形测量装置，由运行小车、轨道、步进电机、光强度测试仪、控制器等组成，升降步进电机、导向套、控制器固定在运行小车上，横向步进电机通过细钢绳与运行小车连接，导向杆可在导向套内上下滑动，升降步进电机通过拉绳连接导向杆顶部，导向杆底部安装光强度测试仪，运行小车安装在带有车轮、定滑轮、横向步进电机的横向轨道上，车轮安装在纵向轨道上，控制器与控制线的一端连接，细钢绳绕过定滑轮、横向步进电机后两端固结于运行小车上，升降步进电机、横向步进电机、光强度测试仪和控制器之间分别通过控制线连接。
横向轨道在纵向轨道上运行，运行小车在横向轨道上运行，这样运行小车可以实现平面定点运动；光强度测试仪随导向杆在运行小车上作垂向运动，并根据预先设置的透光强度范围测试界面位置，完成水沙界面地形相对高度的测量；通过测量冲刷前后的地形可以确定地形界面的冲淤变化量。控制器根据设定的程序控制运行小车的平面运动和光强度测试仪的垂向运动，测量过程智能化。
测量过程中，光强度测试仪直接接触水沙地形界面，根据透光强度判别是否到达了水沙地形界面，地形坡度大小不影响测量精度，因此水沙界面地形的测量精度提高。
图1为一种用于实验室的水沙界面地形测量装置示意图1、导向套2、运行小车3、横向轨道4、车轮5、纵向轨道 6、定滑轮 7、细钢绳 8、导向杆9、光强度测试仪 10、升降步进电机 11、控制线 12、拉绳13、控制器 14、横向步进电机
具体实施方式
现结合说明书附图，对本实用新型作进一步描述按照设计要求制作运行小车2、导向套1、导向杆8、横向轨道3、纵向轨道5等；车轮4、定滑轮6、横向步进电机14安装在横向轨道3上；车轮4放置于纵向轨道5上；将运行小车2安装在横向轨道3上；升降步进电机10和导向套1固定在运行小车2上；将导向杆8由下向上穿入导向套1中，升降步进电机10通过拉绳12连接导向杆8顶部；导向杆8底部安装光强度测试仪9；细钢绳7绕过定滑轮6、横向步进电机14后两端固结于运行小车2上；控制器13安装在运行小车2上；升降步进电机10、横向步进电机14、光强度测试仪9和控制器13之间分别通过控制线11连接。
水沙界面地形测量时，横向轨道3在纵向轨道5上运行一次到达指定位置，运行小车2在横向轨道3上作直线运动，到达测点时光强度测试仪9随导向杆8在运行小车2上作垂直向下运动，随时测量透光强度，并根据预先设置的透光强度范围确认界面位置，到达界面位置后光强度测试仪9随导向杆8在运行小车2上作垂直向上运动并停止在限定位置，完成该点的水沙界面地形相对高度的测量；然后，运行小车2作直线运动，到达其它测点测量；一条直线点测量完成后，横向轨道3在纵向轨道5上再运行到其它位置进行另一条直线点的测量；如此反复，完成区域界面地形测量。
控制器13根据设定的程序，控制运行小车2的平面运动和光强度测试仪9的垂向运动，测量过程智能化。
测量过程中，光强度测试仪9直接接触水沙地形界面，根据透光强度判别是否到达了水沙地形界面，地形坡度大小不会影响测量精度，因此水沙界面地形的测量精度提高。
该装置适用于测量实验室内的水沙界面地形。另外，通过测量冲刷前后的地形可以计算水沙界面的冲淤变化量。
权利要求1.一种用于实验室的水沙界面地形测量装置，主要由运行小车、轨道、步进电机、光强度测试仪、控制器组成，其特征是升降步进电机(10)、导向套(1)、控制器(13)固定在运行小车(2)上，横向步进电机(14)通过细钢绳(7)与运行小车(2)连接，导向杆(8)可在导向套(1)内上下滑动，升降步进电机(10)通过拉绳(12)连接导向杆(8)顶部，导向杆(8)底部安装光强度测试仪(9)，运行小车(2)安装在带有车轮(4)、定滑轮(6)、横向步进电机(14)的横向轨道(3)上，车轮(4)安装在纵向轨道(5)上，控制器(13)与控制线(11)的一端连接。
2.根据权利要求书1所述的一种用于实验室的水沙界面地形测量装置，其特征是细钢绳(7)绕过定滑轮(6)、横向步进电机(14)后两端固结于运行小车(2)上。
3.根据权利要求书1所述的一种用于实验室的水沙界面地形测量装置，其特征是升降步进电机(10)、横向步进电机(14)、光强度测试仪(9)和控制器(13)之间分别通过控制线(11)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种用于实验室的水沙界面地形测量装置，其主要由运行小车、轨道、步进电机、光强度测试仪和控制器等组成，升降步进电机和导向套固定在运行小车上，导向杆可在导向套内上下滑动，升降步进电机通过拉绳连接导向杆顶部，导向杆底部安装光强度测试仪，运行小车可以在横向轨道上运行。运行小车可以实现平面运动，光强度测试仪随导向杆在运行小车上作垂向运动并测试界面位置，完成水沙界面地形测量，通过测量冲刷前后的地形可以确定地形界面的冲淤变化量。
文档编号G01C7/00GK2687609SQ200320107450
公开日2005年3月23日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者初新杰, 徐松森, 刘孟家, 于鸿洁 申请人:中国石化集团胜利石油管理局钻井工艺研究院