专利名称：一种观测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型水文观测技术领域，尤其涉及一种验证河口底边界层湍流Taylor假设的观测系统。
背景技术：
在湍流研究中，对流体空间结构的描述一直倍受重视。湍流的观测主要可以分为两大类拉格朗日法和欧拉法。拉格朗日观测法主要是通过释放示踪粒子，再利用高频的激光照射拍下粒子图像，根据粒子在已知很短时间间隔内的位移来间接地测量流场的瞬态速度分布。较为常见的仪器如PIV，该观测方法主要用于实验室的湍流研究。欧拉法则是通过固定位置上的单点观测仪器，测量流体运动速度变化的时间历程，从而推测流体空间的变化情况。较为常见的仪器包括LDV、热线流速仪，以及在河口湍流研究中常用的ADV。现有对河口底边界层湍流的研究中，一方面由于测量仪器受各种客观条件的限制，基本上只能在固定位置对单点的流动参量进行观测。另一方面，关于湍流尺度的分析计算、湍动能耗散率的计算，以及各种湍动特征量的估算等一系列湍流基本数据的观测和分析，又都牵涉到 Taylor假设的正当性。因此，有必要对Taylor假设在河口中的正确性做出检验。Taylor假设是指在一固定传感器上，流动信号的时间历程，被视作“冻结”流场变化后，以局部平均速度流经传感器而再现的湍流空间变化。要验证Taylor假设，须在沿流线方向上紧密排列数台观测仪器，通过计算各台仪器的时间自相关系数和空间互相关系数，对比其是否满足相等关系，从而判断Taylor假设是否成立。由于河口底边界层受潮汐作用而产生往复流，如何保证观测平台上的ADV在下放稳定后沿流向排列会遇到难题，必须针对现有的观测平台探究处理方法。
发明内容针对现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种保证观测平台上的ADV在下放稳定后沿流向排列，结构简单的用于验证河口底边界层湍流Taylor假设的观测系统。为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为一种观测系统，安装在观测平台内，用于验证河口底边界层湍流Taylor假设，包括罩笼、安装在罩笼里的观测仪器ADV，还包括转架，罩笼与转架固定连接，转架通过中心轴与观测平台连接，中心轴上设有转盘，转架通过转盘与中心轴连接并能绕中心轴转动，所述转架任一外侧边设有一能使转架随水流冲击转动的板型尾翼；所述中心轴上设有转架固定装置。板型尾翼受到水流冲击转动，从而带动转架、ADV转动，使ADV沿水流方向排列后通过转架固定装置固定转架的位置，从而当板型尾翼再次受水流冲击时转架不再转动，保证测试操作的进行。作为一种优选方案，所述转盘上设有卡扣，转架通过卡扣卡紧在转盘上，通过卡扣，方便转架的拆装。作为进一步的优选方案，所述中心轴为一中空管，管中设有活动栓杆，活动栓杆一端与外部绳索连接，另一端抵住卡扣。[0008]作为更进一步的优选方案，所述转架固定装置为固定设置在中心轴上的卡盘，卡盘设于转盘下方，当卡扣松开时，转架就可以下落固定在卡盘上。作为更进一步的优选方案，所述卡盘上部边缘处设有棘齿，转架不会再随水流方向转动。作为另一种优选方案，为了使转架在转动时不与观测平台发生碰撞，且利于部件的安装，所述转架呈梯形状。与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点本实用新型通过增设转架和尾翼， 克服了观测平台上的ADV在投放下水后难以沿水流流动方向排列的难题，为河口底边界层湍流微结构的观测和研究提供了新的技术支持；结构简单，操作方便。
图1为本实用新型结示意构图；图2为观测平台结构示意图；图3为本实用新型与观测平台组合结构示意图；图4为本实用新型与卡扣配合状态图；图5为本实用新型与卡盘配合状态图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。如图1所示的一种观测系统，安装在如图2所示的观测平台内，用于验证河口底边界层湍流Taylor假设，包括罩笼1、安装在罩笼1里的观测仪器ADV (声学多普勒流速仪)， 还包括转架2，罩笼1与转架2固定连接；如图3所示，转架2通过中心轴3与观测平台连接，转架1能绕中心轴3转动，中心轴3固定在观测平台中部 ’转架1侧边设有板型尾翼4。 中心轴3上设有转盘5，转架2与转盘5连接。如图4、图5所示，转盘5上设有卡扣6，转架2通过卡扣6卡紧在转盘5上；中心轴3上固定设置有卡盘7，卡盘7设于转盘5下方，卡盘7上部边缘处设有棘齿。转架2整体呈梯形状。中心轴3为一中空管，管中设有活动栓杆8，活动栓杆8 一端与外部绳索连接， 另一端抵住卡扣6。本实用新型的观测系统的观测方法如下本实施例实施地点为珠江伶仃洋河口，坐标为(22° 44' N，113° 44' E)，河口平均水深为％ ；(1) 安装观测系统将12跟无磁不锈钢杆件组装成观测平台，再通过螺丝和不锈钢钉将一根焊接有卡盘7的中心轴3固定在观测平台中部，中心轴3为一根空心不锈钢管。将转盘5套在中心轴3上，并把梯形转架2与转盘5镶紧固定，然后在转架2 —侧安装塑料的板型尾翼4。 将三台观测仪器声学多普勒流速仪ADV放入不锈钢罩笼1，ADV之间相隔距离为8cm。不锈钢罩笼1锁定于转架2上，使ADV可随转架2同步转动。插入活动栓杆8，撑开卡扣6。转架2整体承重于卡扣6上，与卡盘相距2至3cm。安装完成后，转架2可围绕转盘5呈自由转动状态。活动栓杆8上方与绳索相连，以便回收。在观测平台的一脚固定钢索，钢索一端与浮标相连。(2) 仪器调试设置在观测系统投放前，设置ADV的采样频率为64Hz，采样持续时间为每900s测量 300s。(3) 布放观测系统将观测平台放入水中，板型尾翼4由于受到水流冲击，由此带动转架2转动。当观测平台到达水底后，等待1至2分钟，使得转架2稳定，此时观测平台上的ADV沿水流方向排列。拔起活动栓杆8，卡扣6缩回，转盘5与转架2由于失去支撑而下落，并由卡盘固定。(4) 观测系统采集资料观测系统上的ADV处于工作状态，记录存储实时观测数据。(5) 观测系统回收观测数据结束，首先吊起浮标，然后拖起观测系统。以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解，依然可以对本实用新型的具体实施方式
进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
权利要求1.一种观测系统，安装在观测平台内，用于验证河口底边界层湍流Taylor假设，包括罩笼、安装在罩笼里的观测仪器，其特征在于，还包括转架，罩笼与转架固定连接，转架通过中心轴与观测平台连接，中心轴上设有转盘，转架通过转盘与中心轴连接并能绕中心轴转动，所述转架任一外侧边设有一能使转架随水流冲击转动的板型尾翼；所述中心轴上设有一在板型尾翼初次不受水流冲击时固定转架的转架固定装置。
2.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，所述转盘上设有卡扣，转架通过卡扣卡紧在转盘上。
3.根据权利要求2所述的观测系统，其特征在于，所述中心轴为一中空管，管中设有活动栓杆，活动栓杆一端与外部绳索连接，另一端抵住卡扣。
4.根据权利要求3所述的观测系统，其特征在于，所述转架固定装置为固定设置在中心轴上的卡盘，卡盘设于转盘下方。
5.根据权利要求4所述的观测系统，其特征在于，所述卡盘上部边缘处设有棘齿。
6.根据权利要求1所述的观测系统，其特征在于，所述转架呈梯形状。
专利摘要本实用新型公开了一种观测系统，用于验证河口底边界层湍流Taylor假设，包括罩笼、安装在罩笼里的观测仪器ADV，还包括转架，罩笼与转架固定连接，转架通过中心轴与观测平台连接，中心轴上设有转盘，转架通过转盘与中心轴连接并能绕中心轴转动，所述转架任一外侧边设有一板型尾翼；所述中心轴上设有转架固定装置。本实用新型通过增设转架和尾翼，克服了观测平台上的ADV在投放下水后难以沿水流流动方向排列的难题，为河口底边界层湍流微结构的观测和研究提供了新的技术支持；结构简单，操作方便。
文档编号G01C13/00GK201993109SQ20112005274
公开日2011年9月28日 申请日期2011年3月2日 优先权日2011年3月2日
发明者刘欢, 吴超羽, 杨日魁, 许炜铭 申请人:中山大学