[发明专利]水流流向传感器

说明书

本发明提供了一种水流流向传感器，属于传感器技术领域，包括用于感应水流流向的万向板，万向板的一侧边固连转向轴，转向轴的上部设置于机架底座上，转向轴相对所述机架底座转动连接；机架底座的上方设有支撑架，转向轴的上端依次套装第一凸轮和第二凸轮，第一凸轮左端及第二凸轮右端分别通过水平伸缩元件与支撑架相连，水平伸缩元件上设有与接收器相连的应变光栅。利用水流的冲击力使万向板由初始位置转动至与水流方向一致，万向板的旋转带动转向轴及第一凸轮、第二凸轮转动，进而引起两侧水平伸缩元件及其应变光栅的应变差，利用应变光栅测量水平伸缩元件的应变差间接测量水流流向，实现对水流方向360°的监测。

技术领域

本发明属于传感器技术领域，更具体地说，是涉及一种水流流向传感器。

背景技术

海上结构在长期使用过程中，始终不断遭受海洋洋流的冲刷、海洋波浪冲击以及海洋生物滋生等因素的影响，从而出现海上结构基础动力软化、材料侵蚀老化现象，导致海上结构构件及整体抗力的衰减，影响结构的安全度和耐久度。因此，长期监测海洋洋流情况，对掌握海上结构物的性能演变，评价结构的工作状态，针对性进行合理的养修，避免各种安全事故发生，确保海上结构物的安全和提高使用年限具有重要意义，而水流流向是影响海洋施工平台安全的主要因素之一，对海洋水流流向监测将为海上结构物的正常使用提供安全保障。

流向测量是水文工作的重要内容，涉及防洪安全与管理、水资源开发与利用等多个方面。传统流向测量仪器存在着信号易受干扰、测量误差大、电路复杂且故障率高的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水流流向传感器，以解决现有技术中存在的传统流向测量仪器存在信号易受干扰、测量误差大、电路复杂且故障率高的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种水流流向传感器，包括用于感应水流流向的万向板，所述万向板的一侧边固连转向轴，所述转向轴的上部设置于机架底座上，所述转向轴相对所述机架底座转动连接；所述机架底座的上方设有支撑架，所述转向轴的上端依次套装第一凸轮和第二凸轮，所述第一凸轮左端及第二凸轮右端分别通过水平伸缩元件与支撑架相连，所述水平伸缩元件上设有与接收器相连的应变光栅。

进一步地，所述水平伸缩元件为应变弹簧，所述应变光栅设置在应变弹簧上能够产生应变的直线段，所述应变弹簧的一端与支撑架相连，所述应变弹簧的另一端与第一凸轮或第二凸轮的边缘相连。

进一步地，所述支撑架为π形框架，所述支撑架包括第一立柱、第二立柱和横梁，所述第一立柱和第二立柱对称设置于所述转向轴两侧，所述横梁与所述第一立柱及第二立柱的上端固连，所述第一立柱和第二立柱的下端设置于机架底座上。

进一步地，所述第一凸轮和第二凸轮设置在矩形框内，所述矩形框两端分别设有导向轴；所述第一立柱和第二立柱均包括用于与所述应变弹簧连接的外支柱和用于与所述导向轴配合的内支柱，所述内支柱上设有用于与所述导向轴配合的导向孔；所述第一凸轮的左侧导向轴穿过内支柱与所述应变弹簧相连，所述第二凸轮的右侧导向轴穿过内支柱与所述应变弹簧相连。

进一步地，所述第一凸轮和第二凸轮为偏心轮。

进一步地，所述第一立柱的外支柱和内支柱的下端通过第一下边框相连，所述第二立柱的外支柱和内支柱的下端通过第二下边框相连，所述第一下边框和第二下边框均与机架底座相连。

进一步地，所述转向轴上设有垫环，所述垫环分别设置第一凸轮与机架底座之间、第一凸轮与第二凸轮之间。

进一步地，所述转向轴与所述机架底座之间设有轴承。

进一步地，所述机架底座四周设有圆柱状机架护罩，所述机架护罩设置于支撑架外侧。

进一步地，所述机架护罩的顶部设有顶盖，所述顶盖中部设有用于与应变光栅相连的光纤通过的过孔。