一种实验室波浪标定装置的制作方法

1.本实用新型涉及水文标定，特别是一种实验室波浪标定装置。


背景技术：

2.现在的波浪检测装置只有圆盘旋转式一种类型，将待检定的传感器安装在距离圆心远近不同的若干位置模拟波高大小，通过伺服电机控制圆盘的转速模拟波浪的周期，从而实现对波浪传感器的波高和波周期测量性能的计量检定，现有的国家海洋标准计量中心的该装置直径为6米，是当今世界上最大型的波浪计量检定装置，然而，在高海况条件下，波浪完全有可能超过10米，而测准这样的巨浪恰恰是从减灾防灾等应用角度来看最有价值的，所以，仅仅具有6米的检定范围式难以适应应用的需求。
3.不仅如此，这种波浪检测装置只能检测一种原理即加速度计原理的波浪仪，然而，在实际应用中，得到广泛使用的波浪仪不下10种，例如空气超声测距、水声测距、微波测距、压力式、光学望远镜式、adcp式、导航雷达以及卫星遥感中的微波高度计、合成孔径雷达、gnss反射和波谱仪等，不同类型的波浪仪基于不同的测量原理，圆盘旋转式波浪检定装置对上述原理的波浪测量仪器均无能为力，需要检定其他原理的波浪测量仪器，通常需要建设专用的检定装置，以国家资源为背景的计量部门尚能承受大量的物力和人力资源的投入，但是最需要检测能力的是海洋仪器的生产、研制厂家。尽管海洋仪器对国家的安全和经济发展极为重要，但是海洋仪器市场较小，不具备条件形成独角兽企业，多数企业以少而精的形式存在。这就造成了企业的人力和物力资源有限，难以建设现有模式下的海洋水文仪器检测装置。
4.在此情况下，迫切需要一套能够适应一种以上原理的波浪测量仪器，且测量范围尽可能大的波浪计量检定装置。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种实验室波浪标定装置，可以有效解决上述问题。
6.本实用新型是这样实现的：
7.一种实验室波浪标定装置，包括：
8.基座；
9.设置在所述基座上的轨道；
10.与所述轨道配合的副行车；
11.与所述副行车处于同一水平面的主行车，
12.所述副行车或主行车上固定有波浪仪，所述主行车上固定有反射板，所述波浪仪指向反射板；
13.与所述副行车、主行车通讯连接的控制器，所述控制器用于控制所述副行车或主行车在所述轨道上运动。
14.作为进一步改进的，所述波浪仪上设置有激光器，所述波浪仪通过所述激光器垂
直指向所述主行车上的反射板的中心位置。
15.作为进一步改进的，所述轨道与水平面齐平。
16.作为进一步改进的，所述副行车、主行车均包括运动组件、电源组件、通讯组件、控制组件，所述副行车、主行车通过所述通讯组件接收控制器的指令并驱动所述运动组件在所述轨道上运动。
17.作为进一步改进的，所述轨道的一侧为具有齿排的主动块，另一侧为无齿排的从动块，所述主动块与从动块均与所述运动组件相连接。
18.作为进一步改进的，所述控制器为一型控制器，所述主行车上设置有二型控制器，所述二型控制器通过所述通讯组件与所述一型控制器无线连接。
19.作为进一步改进的，所述轨道上设置有刻度，所述刻度的精度为1mm。
20.本实用新型的有益效果是：
21.本实用新型可在主行车或者副行车上搭载多不同原理的波浪仪，将更多原理的波浪测量仪器合为一体，解决现在一种检定装置只能检定一定原理的波浪测量仪器、覆盖面窄、效费比低的缺点。
22.本实用新型通过拓宽轨道和基座的范围，让检测范围从原先最大的六米，上升到十米以上，尽可能覆盖更宽的范围，能够模拟更极端的波浪条件，测量范围更大。
23.本实用新型不仅能够让副行车不动，模拟固定安装方式的波浪仪，还能够让主、副行车一起行动，模拟船用安装方式的波浪仪，能够模拟更多不同的环境，增大标定的适用面。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1是本实用新型实施例提供一种实验室波浪标定装置的结构示意图。
26.图2是本实用新型实施例提供一种实验室波浪标定装置的逻辑原理图。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的
特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
29.参照图1-2所示，一种实验室波浪标定装置，包括：基座1；设置在所述基座1上的轨道2；与所述轨道2配合的副行车3；与所述副行车3处于同一水平面的主行车4，所述副行车3或主行车4上固定有波浪仪，所述主行车4上固定有反射板，所述波浪仪指向反射板；与所述副行车3、主行车 4通讯连接的控制器5，所述控制器5用于控制所述副行车3或主行车4在所述轨道2上运动，其中，所述轨道2的长度不短于15米，可根据场地的实际情况调整，可以更大，但不能缩小，否则检测性能会大大降低，控制器5固定安装在实验室墙壁上或者放置在桌面上，具有触摸屏，可由使用者选择测试的模式以及对应的参数，通过无线通讯方式将上述信息传送到副行车3、主行车4上，进而控制副行车3、主行车4的运动，控制器5也可外接大屏幕显示器，也可连接u盘将测试数据导出。
30.进一步地，所述波浪仪上设置有激光器，所述波浪仪通过所述激光器垂直指向所述主行车4上的反射板的中心位置，反射板上绘有对准点，光线对准该点即可保证测量仪器与反射板严格意义上的垂直对准并居中。
31.由于混凝土的基座1在施工时不可能保证与水平面平齐，因此，在铺设轨道2时，必须对轨道2进行精密调整，使得轨道全程严格水平、平直、两侧轨道2等间距，让所述轨道2与水平面齐平。
32.进一步地，所述副行车3、主行车4均包括运动组件、电源组件、通讯组件、控制组件，所述副行车3、主行车4通过所述通讯组件接收控制器5 的指令并驱动所述运动组件在所述轨道2上运动。
33.所述动力组件由伺服电机、减速机和齿轮三部分组成，伺服电机可精密控制，减速机可以提高动力组件的扭矩，再通过齿轮就能够更好地带动副行车3和主行车4运动。
34.其中，考虑到行车需要运动，牵引电源线将影响运动和测量，因此，副行车3和主行车4上的电源组件采用蓄电池，蓄电池的电量足够保证24 小时测试之需，且带电量显示方便提醒使用者及时充电，电源组件分为动力供电和仪表供电两部分，电池互相隔离，避免动力系统对电源的干扰进而影响仪表的测量。
35.进一步地，所述轨道2的一侧为具有齿排的主动块，另一侧为无齿排的从动块，所述主动块与从动块均与所述运动组件相连接。
36.进一步地，所述控制器5为一型控制器，所述副行车3、主行车4上设置有二型控制器，所述二型控制器通过所述通讯组件与所述一型控制器无线连接，在本实施例中，所述控制器5为plc控制器，通过plc自动控制的方式，只需输入设置参数，整套设备即可自动运行，期间无需人工干预，检测过程，所有相关参数均能自动记录并存储为文件，供使用者后续分析之用，一方面两种控制器的信息交换通过无线连接，另一方面，伺服电机使用直流电机加蓄电池的方式，蓄电池就放置在行车上，这样无需外接交流电，任何外接电缆供电或者通讯的方式，都会拖带一根电缆，妨碍行车运动和检定工作，同时本身也容易产生拉扯导致断线等故障，改为无线通讯和电池供电后，这些问题统统不存在。
37.进一步地，所述轨道2上设置有刻度，所述刻度的精度为1mm。
38.海浪的本质是海面的起伏运动，计量检定装置的任务是尽可能精准地模拟波浪的运动以便仪器进行观测，再将装置本身的波浪参数和仪器测得的波浪参数进行对比分析，
确定仪器的性能。有鉴于此，我们设计了一套高精度、可控的直线往复运动装置用来模拟波浪。
39.其中，往复运动模式用于计量波浪观测设备，具体如下：
40.在往复模式下，可用于检测空气声学波浪仪、微波测距波浪仪、加速度波浪仪、船用波浪仪等波浪观测设备，在控制屏上选择往复模式后，两台行车分别就位到轨道2的两侧端点位置，此时有以下两种情况：
41.第一种情况是在控制器5上选择检测非船用波浪仪时，副行车3保持不动，将基于测距原理的波浪仪的传感器安装在副行车3上，基于加速度原理的波浪仪的传感器安装在主行车4上，在控制器5上输入主行车4往复运动的两个端点的绝对位置、运动周期和总运动时间长度后，装置自动控制主行车4按照设定的参数往复运动，主行车4即可模拟海浪的起伏往复运动，被检测的仪器随后启动测量，将二者所得的数据进行对比即可获得测量结果；
42.第二种情况是在控制器5上选择检测船用波浪仪时，将波浪传感器安装在副行车3上，在控制器5上输入主行车4和副行车3各自的往复运动的两个端点的绝对位置、运动周期和总运动时间长度后，装置自动控制主行车4和副行车3按照设定的参数往复运动，此时，主行车4模拟海面的起伏运动，副行车3模拟船舶的起伏运动，被检测的仪器随后启动测量，将二者所得的数据进行对比即可获得测量结果。
43.以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。