[发明专利]一种波浪剖面的测量方法及装置

说明书

本发明公开了一种波浪剖面的测量方法，包括：将多个同种导电材质的探极丝均匀等间隔排列组成探极丝列；将探极丝列插入液面后轮流通电，通过控制采集系统采集并处理探极丝列产生的信号，还公开了一种波浪剖面的测量装置，包括插入波浪中测量的探极丝列，探极丝列通过控制系统输入信号并输出计算最终结果，探极丝列包括若干个相互平行等间隔排列的探极丝，所有的探极丝通过矩形框架固定，每一根探极丝上下大小形状一致，本发明克服了传统电阻式浪高仪只能空间的单点测定波形的局限性，并且解决了浪高仪丝列的信号干扰问题，实现了高精度、响应快和波浪场实时还原的有机统一。

技术领域

本发明涉及船舶与海洋工程的模型试验技术领域，具体而言，本发明涉及一种波浪剖面的测量方法及装置。

背景技术

在船舶与海洋工程的模型试验领域，波浪作为施加在海洋工程结构物上的主要外载荷，实时并准确地测定其波形、波幅以及对海洋结构物的砰击上浪等现象是极为重要的。在水池试验中，主要用浪高仪来测定水池中所产生的波浪高度，目前常用的是接触式浪高仪(电阻式及电容式)和非接触式浪高仪。

接触式浪高仪，包括电阻式和电容式浪高仪的工作原理是传感器在水中的电阻变化或电容变化随水位的变化发生明确的线性变化。经对现有技术文献的检索发现，杨建民和顾海粟等(2007)发表的专利文献——《电阻式浪高仪》(专利号为CN101008580)中表示：该发明提供的电阻式浪高仪不仅具有精度高、响应快等特点，而且能克服电容式浪高仪易零漂、不稳定等不足。王惠玲(2005)在《波浪的光学测量法研究》一文中阐述：CCD摄像式浪高仪的工作原理是利用图像传感器摄取波浪运动的信息，经图像采集卡采集和预处理后送入计算机进行数字图像处理,最后得到波浪运动的参数，这种波浪测定方式可以实现波浪场的全场测定及实验现象的有效记录。

但是，接触式浪高仪，包括电阻式和电容式浪高仪都只能空间的单点测定波高的时历曲线，且浪高仪之间的布置间距至少不小于5公分，否则互相干扰十分严重；CCD摄像式浪高仪的测量精度由于光学误差难以保证，并且成本较高、安装复杂，难于用于实时测量方面。

到目前为止，在船舶与海洋工程的模型试验领域，常用的传统单点式浪高仪以及CCD摄像式浪高仪都存在各自的局限性，尤其在非线性波浪的测定中，而传统的多点测量时采用多个浪高仪同时通电测量，导致浪高仪之间产生较大的干扰，始终没有一种良好的测定装置或方法，能够实现实时准确的测定一定范围内的波浪。

发明内容

为了寻找更为有效的实现方案，本发明提供了一种波浪剖面的测量方法及装置，在进行波浪测量时，实现了高精度、响应快和波浪场实时还原的有机统一，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种波浪剖面的测量方法，包括：

将多个同种导电材质的探极丝均匀等间隔排列组成探极丝列；

将探极丝列通电后插入液面，通过控制采集系统采集并处理探极丝列产生的信号，根据处理后的信号得到液面波浪形状。

优选地，所述探极丝采用电阻式传感器，所述探极丝列外部通过矩形框架固定，所述矩形框架包括两块相互平行的矩形有机玻璃板和两个相互平行的实心柱体。

优选地，所述探极丝的两端分别连接在矩形有机玻璃板上，且每一个探极丝均与实心柱体相互平行。

优选地，相邻的所述探极丝之间的间隔小于15mm。

优选地，所述探极丝列的轮流通电时，在任意时刻，有且只有一组相邻的两个探极丝处于通电状态，所述探极丝列的按照排列顺序依次对相邻的两个探极丝通电。

优选地，所述探极丝列的探极丝的测量时间小于0.001s，所述探极丝列在通电测量时，有且仅有相邻的两根探极丝通电。