一种跨海桥梁波浪监测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种跨海桥梁波浪监测装置，它包括一可伸缩的支架，在支架上有一转轴，在转轴上依次设置可以旋转的罗盘定向装置、工业相机、水位计，罗盘定向装置、工业相机及水位计通过传输线及信号转换设备连接到计算机处理终端。水位计为微波高度计。水位计的模拟输出信号，罗盘定向装置输出信号和工业相机输出信号均由数据采集器和信号转换装置输入到计算机处理终端。本实用新型应用罗盘定向装置和相机，除了具有常规波面法测波设备所具备的波高、波周期、波谱测量功能外，还可以利用罗盘定向和相机所得数据信号测得波向、波长、波速。
【专利说明】
一种跨海桥梁波浪监测装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种波浪监测装置，特别是关于一种跨海桥梁波浪监测装置。
【背景技术】
[0002]波峰、波谷、波顶、波底、波高、波长、波陡、周期、波速等波浪参数的测量，对于跨海桥梁的建设、施工及维护有着极其重要的意义和应用价值。
[0003]现有波浪测量方法有:加速度测量法、波面测量法、压力法等。除波面测量法外其他方法均为间接测量。基于加速度测量和水压测量的设备均要放在水中，布放难度大、易损坏和丢失、维护成本高。波面测量法是利用测量波面高度变化的方法来测量波浪参数的，多采用非接触式遥测方法，例如激光、微波或超声等测量方式，利用探头探测水面变化情况来实现波浪测量，可以放在海洋上建筑物如桥梁墩台上，通过加速采样来实现波面变化跟踪，因此具有安全性好，维护简便的特点。但现有这些测波装置只能实现波高和波周期的测量，而不能测量波向、波长、波速及对波浪的预测等重要参数，对于桥梁设计，施工及维护造成诸多不利，从而限制的这些装置在跨海桥梁上的应用价值。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种基于波面测量技术的跨海桥梁波浪监测装置。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案:一种跨海桥梁波浪监测装置，其特征在于:它包括一可伸缩的支架，旋转轴，在旋转轴上依次有罗盘定向装置、工业相机、及水位计。罗盘定向装置，工业相机及水位计均通过传输线及信号转换设备连接到计算机处理终端。
[000?]所述水位计为微波高度计。
[0007]所述水位计为模拟信号微波的发射和反射波的接收装置组成，接收到的反射波信号、罗盘定向仪信号及工业相机信号输出通过信号转换设备再与计算机终端相连。
[0008]本实用新型由于采用以上技术方案，其具有以下优点:1、本实用新型采用非接触方式进行波浪测量，设备不需要入水，便于安装，不易丢失，具有安全性好，维护简便的特点。2、本实用新型将罗盘定向装置、工业相机和水位计组合使用，具有常规测波设备所具备的波高、波周期、波普测量功能外，还可以利用罗盘定向装置和工业相机数据结合测出波向、波速、波长。本实用新型装置布局简单，测波方法简单，是一具有实用价值可应用的设
i+o
【附图说明】
[0009]图1是本实用新型装置实施示例图。
[0010]图2是波高、波周期测量示意图。
[0011 ]图3是本实用新型波长测量示意图。
[0012]图4是本实用新型波向测量原理图。
[0013]图5是本实用新型波速测量原理图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的描述。
[0015]如图1所示，本实用新型利用罗盘定向装置、工业相机和I个水位计组成跨海桥梁波浪监测装置，装置包括如下组件:一固定设置的可伸缩支架I，在可伸缩支架I上有一个转轴2，在转轴2上下依次布置罗盘定向装置3、工业相机4、水位计5。
[0016]罗盘定向装置、工业相机、水位计均通过电缆6和信号采集器7及必要的信号转换设备8连接到远程的计算机处理终端9。水位计采集到波信号数据，工业相机采集到图片数据，罗盘定向装置采集到方向数据，经采集处理后送入到计算机处理终端，进行计算机处理，最终给出波高、波向、波周期、波速、波长、波预测等波浪参数。
[0017]上述水位计输出信号，工业相机采集的图片数据信号，及罗盘定向装置定位出的方向信号直接由电缆6输入数据采集器7，经信号转换装置8将其全部转换成数字信号，然后经转换装置上的网口通过电缆接入计算机处理终端9(如图1)。
[0018]实际中，可伸缩支架I可以邦置在桥墩上或者设置在桥梁上部结构平台上面。
[0019]常规的水位计上都带有传感器，对于单纯测量波高和波周期来讲，理论上可以利用任何一个水位计，通过测量波峰和波谷之间的高度差，及相邻两波峰或波谷到达的时间差，都可以单独测量出波高和波周期。因此对于波高和波周期测量，只需要一个水位计即可，但是如果要测量波向，波速等参数，则需要工业相机和罗盘定向装置才能测量。
[0020]利用跨海桥梁波浪监测装置测量波参数的方法如下。
[0021]1、波高、波周期的测量。
[0022]利用水位计，对水面高度进行连续测量，根据水面高度随时间的变化曲线，如图2所示，波峰和波谷之间的高差即为波高H，相邻波峰或波谷之间的时间差即为波浪周期T。
[0023]2、波向、波速、波长的测量。
[0024]I)根据相机拍摄图片信息，连接计算机终端，按比例计算出波谷与波谷或者波峰与波峰之间的距离即为波长λ，如图3所示。
[0025]2)根据相机的连续性拍摄图片，比较连续拍摄图片波传播方向与罗盘定向装置标准方向相比较，确定波传播方向与罗盘标定方向夹角α即可确定波向，如图4所示。
[0026]3)根据相机的连续性拍摄图片，记录拍摄时间间隔t，连接计算机终端根据连续性图片确定波前进距离S，S与t的比值即为波速V，如图5所示。
[0027]上述实施例仅用于说明本实用新型，其中各部件的结构，连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本实用新型技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本实用新型的保护范围之外。
【主权项】
1.一种跨海桥梁波浪监测装置，其特征在于:它包括一可伸缩的支架，在支架上有一转轴，在转轴上依次设置罗盘定向装置、工业相机、水位计，所述罗盘定向装置、工业相机、水位计可以在转轴上转动;三个仪器均通过信号采集器及信号转换设备连接到计算机终端。2.如权利要求1所述的一种跨海桥梁波浪监测装置，其特征在于:所述水位计为微波高度计。3.如权利要求1所述的一种跨海桥梁波浪监测装置，其特征在于:所述的工业相机至少具有两个摄像头。4.如权利要求1所述的一种跨海桥梁波浪监测装置，其特征在于:所述罗盘定向装置可为简易的罗盘仪。
【文档编号】G01C13/00GK205642439SQ201620326348
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月19日
【发明人】陈秀谨, 纪玉国, 任艳云, 张立明
【申请人】山东科技大学