专利名称：波/潮测试检定系统装置及其应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及波/潮测试检定装置技术领域，具体涉及一种脱离海洋环境，在室内模拟波浪、潮汐运动规律，用于多种类波浪浮标、重力加速度传感器以及基于多种测量原理的测波仪、验潮仪和水位计的测试检定装置及其应用。
背景技术：
随着海洋技术的不断发展，各国对波、潮测量仪器的测量范围和准确度要求越来越高。波浪、潮汐测试检定装置与方法的创新对这类海洋水文仪器的科学引进、研制、生产 和使用具有重要意义。目前，波浪与潮汐/水位检定装置是相分离的，在中国海洋大学2006年I月隋军论文《重力加速度式波浪浮标量值溯源体系研究》一文中介绍了多种关于波浪浮标检定的装置。滑轮-绳索组合校准装置，由滑轮组、绳索、标尺组成，用人工方法维持有限周期的垂直运动，模拟波浪运动，此方法只可验证浮标是否工作，无法精确定量校准。摆锤校准法，由滚筒上嵌套一个摆锤，滚筒两边悬吊浮标和平衡物，通过滚筒将摆锤的摆动变换为浮标的垂直正弦运动，此方法周期、幅度均可调整，但校准范围小，弹性阻尼对系统的影响无法消除。垂直升降式正弦模拟校准装置，由电机、特定传动机构组成，通过将电机的转动变换为链或绳索的垂直正弦运动，带动被校准浮标或加速度计运动，此方法振幅、周期方便调整控制，无水平加速度干扰，弹性阻尼很小可视为无阻尼的垂直正弦运动，但其结构复杂，易磨损部件多，电机负载不均，维护费用较高。在委内瑞拉INTEVEP研究所、美国海洋大气局资料浮标中心(NOAA、NDBC)建有该类装置。桁架结构校准装置，由电机、绕水平轴旋转的桁架结构以及控制系统组成，波高为旋转直径，波周期为旋转周期，根据桁架结构的不同，分为悬臂梁式、双臂式、单环式、双环式桁架结构校准装置，此方法结构简单，幅度、周期控制方便，可调周期范围较大，但该类装置存在水平加速度干扰，波高受桁架直径的限制。1997年，国内立项了由国家海洋标准计量中心拟定的“波浪浮标检定装置技术方案”，采用双环式桁架结构，用于重力加速度式波浪浮标和重力加速度传感器的检定工作。目前，JBY-I型波浪浮标检定装置已研制成功，且撰写了 HYT_089-2005《波浪浮标检定规程》。表I为国内外相似装置的主要技术指标。
表I国内外浮标校准装置技术参数
权利要求
1.波/潮测试检定系统装置，其特征在于包括核心测控系统和关键辅助机构，所述核心测控系统由动力系统和测控系统组成，所述动力系统含永磁同步曳引机(5)、曳引机机座(6)、曳引机减震装置(7)、由半圆型带切口曳引轮构成的复绕式结构曳引轮组(8)、钢丝绳组(9)、配重侧导轨(12)和承载平台侧导轨(17)，永磁同步曳引机(5)固定于曳引机座(6)之上，曳引机减震装置(7)设于曳引机座(6)下方，由半圆型带切口曳引轮构成的复绕式结构曳引轮组(8 )位于永磁同步曳弓丨机(5 )的下方，钢丝绳组(9 )在曳引轮组(8 )上复绕后，分别与可变对重承载箱(11)和框架式水上升降承载平台(19)连接；测控系统包括PC机(I)、电源控制柜(2)、变频器(3)、PLC (4)、旋转编码器(14)、张紧弹簧(15)、同步齿轮带(16)和绝对值编码器(18)，PC机(I)与PLC (4)通过通讯端子相连，PLC (4)信号输出端与变频器(3)信号输入端连接，变频器(3)控制信号输出端与永磁同步曳引机(5)连接，变频器(3)状态信号输出端与PLC (4)连接；旋转编码器(14)与永磁同步曳引机(5)同轴连接，其输出信号接入变频器(3)输入端子；同步齿轮带(16)与钢丝绳组(9)平行设置，绝对值编码器(18)与同步齿轮带(16)通过齿轮啮合的方式实现同步升降运动，其输出信号接入PLC (4)输入端；张紧弹簧(15)与同步齿轮带(16)连接安装于同步齿轮带(16)的顶端，以实现绝对值编码器(18)在同步齿轮带(16)上平稳滑动；关键辅助机构分为曳引辅助机构、承载平台和隔离辅助机构，曳引辅助机构包括可变对重块(10)、可变对重块承载箱(11)和随行电缆(20 )，可变对重块承载箱(11)内设有对重块装配卡槽，可变对重块(10 )设于卡槽内，根据承载平台一侧质量进行调整，使对重侧与其质量和大致相等，随行电缆(20)与框架式水上升降承载平台(19)的电气信号接口连接，用以控制平台升降；承载平台分为水上、水下两部分，水上辅助机构包括框架式水上升降承载平台(19)，用作承载水上和水面测量仪器，框架式水上升降承载平台(19)设有电气信号接口 ；水下辅助机构包括带有电缆的随行杆(21)、水下升降承载平台(22)，随行杆(21)与水上升降承载平台(19)连接，与位于水上升降承载平台(19)下方的广口储水池(13)共同实现多台件水下被检仪器的同步测试；隔离辅助机构用于隔离干、湿空间，由可滑动挡板(23)、导轨(24)组成，导轨(24)设于可滑动挡板(23)上，方便运送安装被检仪器。
2.根据权利要求I所述的波/潮测试检定系统装置，其特征在于可变对重块(10)可根据水上升降承载平台(19) 一侧重量调整，保证曳引轮两侧重量大致相等。
3.根据权利要求I所述的波/潮测试检定系统装置，其特征在于曳引轮组(8)为由半圆型带切口曳引轮构成的复绕式结构。
4.根据权利要求I所述的波/潮测试检定系统装置，其特征在于所述PLC选用西门子S7-200 CPU226。
5.根据权利要求I所述的波/潮测试检定系统装置，其特征在于绝对值编码器(18)与同步齿轮带(16)通过齿轮啮合的方式实现同步升降运动，以反馈水上升降承载平台(19)的位置。
6.权利要求I所述的波/潮测试检定系统装置在测试检定波浪、潮汐测量仪器中的应用。
全文摘要
波/潮测试检定系统装置及其应用，包括核心测控系统和关键辅助机构。核心测控系统由动力系统和测控系统组成；关键辅助机构分为曳引、承载平台和隔离辅助机构。测控系统用于系统的监测和控制，与动力系统相互协作，借助曳引辅助机构拖动承载平台辅助机构在垂直方向上作加速度符合一定变化规律的运动，来模拟波浪/潮汐/水位的运动变化规律，以完成重力加速度传感器，重力加速度计式波浪浮标，压力式、声学式和光学式波浪测量仪器以及压力式、声学式和浮子式验潮仪/水位仪的检定任务，是一种波、潮一体化测试检定的新装置。
文档编号G01C25/00GK102829799SQ201210311099
公开日2012年12月19日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者尧怡陇, 叶松, 王晓蕾, 丁晓唐, 焦冰, 李军, 翁兴国, 陈振涛, 强学民, 郑君杰 申请人:中国人民解放军理工大学气象学院