飄帶式水面風浪測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種測試江、河或湖泊水面風浪參數的裝置，具體的說是一種飄帶式水面風浪測試裝置。
【背景技術】
[0002]目前，常用攝像等方法來測得江、河或湖泊水面風浪的波形、高度、長度。由于上述方法不能實時連續自動測試及計算機數據處理，導致難以獲得完整的風浪水文資料。
【實用新型內容】
[0003]針對現有水面風浪測試方法的不足，本實用新型提出了一種飄帶式水面風浪測試裝置，該裝置具有在三維方向上實時連續測試風浪的波形、高度、長度、頻率和水溫，并能風浪發電等功能。
[0004]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:
[0005]一種飄帶式水面風浪測試裝置，其特征在于:包括有依次連接的錨頭、錨鏈、浮子、纜繩、工作筏、電纜繩和風浪測試帶，所述的錨頭錨于水底的土里，所述的浮子、工作筏和風浪測試帶順著風浪方向漂浮于水面，在所述風浪測試帶的電纜繩上等距連接有三只測試球，所有的測試球的結構均相同，所述的風浪測試帶隨風浪的起伏而變形，所述的測試球隨風浪測試帶的變形而變位；所述的工作筏的筏身為前后兩頭尖的流線型，所述筏身的甲板上沿中心線方向設有導向板，筏身的前端設有纜繩接頭，筏身的后端設有電纜繩接頭a，所述筏身的后部兩側吃水線位置的筏壁上各有一個通孔，兩個通孔內分別安裝有傳動軸座，所述筏身的后部活動安裝有傳動架，在所述傳動架的拍板兩端均固定有Π狀的傳動臂，兩只所述傳動臂臂端上的傳動軸分別活動安置于兩只所述的傳動軸座內，所述傳動架隨風浪的起伏而上下擺動；所述的拍板的橫斷面為?形狀，在所述拍板的側面沿中心線有通孔，所述的風浪測試帶的電纜繩與拍板后側面中心連接后，穿過所述的通孔再與所述的電纜繩接頭a連接；所述的工作筏的筏艙內有控制器、水溫傳感器、蓄電池、單向變速器和發電機，所述傳動架的傳動軸經傳動軸座與單向變速器主軸連接，單向變速器帶動發電機發電，所述導向板的頂面設有發光指示器和天線。
[0006]所述的飄帶式水面風浪測試裝置，其特征在于:所述的測試球的球體為圓球形狀，在該球體內的底部中心有底座，在該球體內的沿中心線有豎向的浪形傳感器a、沿垂直中心線有豎向的有浪形傳感器b，以及沿豎向中心線有浪高傳感器，所述的浪形傳感器a、浪形傳感器b和浪高傳感器的下部均埋置于所述的底座內；在該球體內沿中心線有連接板，在所述球體的前端有電纜繩接頭b，在所述球體的后端有電纜繩接頭C，該電纜繩接頭b和電纜繩接頭c分別與所述連接板的兩端連接；在所述球體內的其余空間均填充滿輕質材料；在所述球體的頂部有發光指示器，在所述球體的電纜繩接頭c下方有平衡重塊架。
[0007]所述的飄帶式水面風浪測試裝置，其特征在于:所述的浪形傳感器a的器身a和浪形傳感器b的器身b均為D形的封閉連通圓管，在所述器身a和器身b的頂部均有注液體口，在所述器身a和器身b的下半段內均有液體；所述器身a的豎直段是調制管a，所述器身b的豎直段是調制管b，所述的調制管a位于所述測試球內的前部，所述的調制管b位于所述測試球內的左部；所述的調制管a和調制管b的結構相同，在所述調制管a和b內的上部均固定有調制塊a，在所述調制管a和b內的液體面上均浮有浮塊，在所述調制管a和b內下部的液體中均固定有調制塊b ;在所述調制塊a的周邊有等距的多個豎向通孔，在該調制塊a的中心安置有磁鐵圓塊a，該磁鐵圓塊a的N極向下；在所述調制塊b的周邊有等距的多個豎向通孔，在該調制塊b內的頂面中心安置有霍爾元件a，在該調制塊b內的霍爾元件a下方有磁鐵圓塊b，所述的霍爾元件a與磁鐵圓塊b之間有間隙，該磁鐵圓塊b的S極向上；所述的浮塊為圓柱體，該浮塊的側面上有多道豎向的凹槽，該浮塊的中間安置有磁鐵圓塊C，該磁鐵圓塊c的N極向上；隨著測試球向前后、左右的傾斜，在所述調制管a、調制管b內的浮塊離開或接近調制板b。
[0008]所述的飄帶式水面風浪測試裝置，其特征是:所述的浪高傳感器的器身c為圓直管，該器身C的上端有頂蓋，該器身C的下端有底蓋，在該器身C內的上部有調制塊C，在該器身C內的下部有調制塊d，在該器身C內的中部懸空有磁鐵圓塊f;在所述調制塊C內的上部有磁鐵圓塊d，在該調制塊C內的下部有霍爾元件b，所述的霍爾元件b與磁鐵圓塊d之間有間隔，所述的磁鐵圓塊d的N極向下；在該調制塊d內的上部有霍爾兀件C，在所述調制塊d內的下部有磁鐵圓塊e，所述的磁鐵圓塊e與霍爾元件c之間有間隔，所述的磁鐵圓塊e的S極向上；所述的磁鐵圓塊f沿中心線有通孔，該磁鐵圓塊f的S極向下；當所述的器身c在豎向受到波動時，所述的磁鐵圓塊f會上下移動。
[0009]本實用新型中的飄帶式水面風浪測試裝置基于以下工作原理:
[0010]為了定點測試出水面風浪的參數，把錨頭錨于測試點的水底，飄帶式水面風浪測試裝置能圍繞錨頭360°轉動，在風和水面水流的作用下，由浮子和工作筏上的導向板，以及較長的風浪測試帶的導向作用，使飄帶式水面風浪測試裝置順風浪方向飄動，這樣飄帶式水面風浪測試裝置能準確定位進行風浪參數的測試工作。通過流體動力學計算和實驗驗證，設計出傳動架的結構形狀，在風浪起伏和風浪測試帶拖曳力的作用下，傳動架能圍繞工作筏上的傳動軸上下擺動，傳動軸經單向變速器變速傳動發電機發電，再把發電機發出的電輸給蓄電池或供給飄帶式水面風浪測試裝置。因為風浪測試帶的結構具有重量輕、柔性、漂浮等特點，所以風浪測試帶能按水面風浪的曲線變形，風浪測試帶上的測試球隨水面波浪的起伏而變位，由測試球內的浪形傳感器a、浪形傳感器b和浪高傳感器傳感出三維方向上實時的風浪參數。浪形傳感器a的器身a和浪形傳感器b的器身b均為“D”形的連通圓管，在器身a和器身b內盛有液體，當測試球發生傾斜時，器身a和器身b內的液體保持水平面，調制管內的浮塊隨液體面的起落而升降，改變著浮塊內磁鐵圓塊c與霍爾元件a的距離，該霍爾元件a按磁鐵圓塊c作用的磁場強度輸出傳感信號。另外，在調制管內的上方安置了磁鐵圓塊a及下方安置了磁鐵圓塊b，該些磁鐵圓塊a和磁鐵圓塊b的磁極與浮塊中的磁鐵圓塊c同性相對，這樣對浮塊產生無阻尼彈性約束力，確保浮塊在理想區間內工作。浪高傳感器器身c隨風浪水面起伏而升降，當風浪水面上升時，浪高傳感器上升，器身c內的磁鐵圓塊f在慣性力的作用下保持相對不動，屆時磁鐵圓塊f遠離調制塊C，即磁鐵圓塊f作用于霍爾元件b上的磁場強度變小，該霍爾元件b輸出相應小的傳感信號。同時，磁鐵圓塊f接近調制塊d，即磁鐵圓塊f作用于霍爾元件C上的磁場強度變大，該霍爾元件C輸出相應大的傳感信號；當浪高傳感器下降時，器身C內的磁鐵圓塊f在慣性力的作用下仍保持相對不動，屆時磁鐵圓塊f接近調制塊C，即磁鐵圓塊f作用于霍爾元件b上的磁場強度變大，該霍爾元件b輸出相應大的傳感信號。同時，磁鐵圓塊f遠離調制塊d，即磁鐵圓塊f作用于霍爾元件C上的磁場強度變小，該霍爾元件C輸出相應小的傳感信號。
[0011]與已有技術相比，本實用新型有益效果體現在:
[0012]本實用新型提出的一種飄帶式水面風浪測試裝置，該風浪測試裝置上的工作筏能自動控制、信號傳輸及風力發電，該風浪測試裝置風浪測試帶上的每只測試球內均安置有浪形傳感器a、浪形傳感器b和浪高傳感器，能在三維方向上實時連續測試風浪的波形、高度、長度、頻率，是一種先進的水文測試設備。
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的飄帶式水面風浪測試裝置側視布置示意圖。
[0014]圖2為本實用新型的飄帶式水面風浪測試裝置俯視布置示意圖。
[0015]圖3為本實用新型的工作筏右剖視結構示意圖。
[0016]圖4為本實用新型的工作筏后剖視結構示意圖。
[0017]圖5為本實用新型的工作筏俯剖視結構示意圖。
[0018]圖6為本實用新型的測試球前剖視結構示意圖。
[0019]圖7為本實用新型的測試球左剖視結構示意圖。
[0020]圖8為本實用新型的測試球俯剖視結構示意圖。
[0021]圖9為本實用新型的浪高傳感器剖視結構示意圖。
[0022]圖10為本實用新型的調制管a剖視結