一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種模型實(shí)驗(yàn)用測(cè)試領(lǐng)域，具體地，本實(shí)用新型涉及一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，用于模擬水流及波浪作用下的水體狀態(tài)參數(shù)的垂向分布測(cè)試。
【背景技術(shù)】
[0002 ]水體垂向參數(shù)是模型試驗(yàn)中的一項(xiàng)重要指標(biāo)，包括含沙量、流速、密度、鹽度等，在泥沙特性試驗(yàn)研究中，含沙量的垂向分布特征尤為重要。試驗(yàn)中垂向參數(shù)的測(cè)量通常采用的方法是將探頭降低至水體指定深度測(cè)取所需參數(shù)，通過(guò)幾個(gè)深度參數(shù)的測(cè)定值來(lái)近似描述該參數(shù)的垂向分布特征。要想得到更加精確的垂向分布曲線，使用上述方法往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且由于垂向點(diǎn)測(cè)量間隔過(guò)久和測(cè)取點(diǎn)水深位置不準(zhǔn)導(dǎo)致垂線分布失真的情況。
[0003]現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)中垂向參數(shù)的測(cè)取采用信號(hào)同步輸出法，即在參數(shù)采集探頭上集成或是綁定壓力探頭，將探頭采集到的信號(hào)與其所在水深的信號(hào)進(jìn)行同步輸出，通過(guò)調(diào)節(jié)采樣頻率可以實(shí)現(xiàn)垂線分布的密集測(cè)量。但這種方法只能在水面靜止或是在水面相對(duì)較為平穩(wěn)的情況下才能采集到較為準(zhǔn)確的垂向分布，不適用于水面波動(dòng)較大的情況。
[0004]波流水槽的試驗(yàn)包括相對(duì)波高較大的波浪條件，如能提出一種適用于波流水槽垂向參數(shù)的測(cè)試裝置，將給試驗(yàn)參數(shù)的測(cè)取提供一個(gè)良好的手段。
[0005]為此，本鄰域?qū)で笠环N同步測(cè)試探頭水深與探頭信號(hào)的裝置，該裝置不僅適用于水面平穩(wěn)的情況，也適用于水面波動(dòng)的情況。所述測(cè)試裝置可實(shí)現(xiàn)波流水槽試驗(yàn)水域探頭所在的相對(duì)靜止水面的深度與相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)同步輸出，同時(shí)，為波流水槽試驗(yàn)中垂向參數(shù)的測(cè)量提供新的測(cè)試手段。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于:
[0007]提供一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置系同步測(cè)試探頭水深與探頭信號(hào)的裝置，所述裝置基于信號(hào)同步輸出法，可實(shí)現(xiàn)波流水槽試驗(yàn)水域探頭所在的相對(duì)靜止水面的深度與相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)同步輸出，即，該裝置不僅適用于水面平穩(wěn)的情況，也適用于水面波動(dòng)的情況，由此，為波流水槽試驗(yàn)中垂向參數(shù)的測(cè)量提供新的測(cè)試手段。
[0008]本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其技術(shù)方案如下:
[0009]一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，用于模擬水流及波浪作用下的水體狀態(tài)參數(shù)的垂向分布測(cè)試，包括升降機(jī)構(gòu)I，平水裝置2和數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)3，其特征在于，
[0010]所述升降機(jī)構(gòu)兩端分別設(shè)置有用于實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)垂直升降的第一直線光軸和第二直線光軸，
[0011]所述第一、第二直線光軸為分別用于懸掛并作垂直平穩(wěn)同步升降參數(shù)測(cè)定探頭6及壓力探頭7的直形、外周無(wú)螺紋凸起形狀物的升降桿，
[0012]所述第一直線光軸底端設(shè)置有參數(shù)測(cè)定探頭6，參數(shù)測(cè)定探頭6置于實(shí)驗(yàn)用水體a中，所述實(shí)驗(yàn)用水體a連通真實(shí)水體，通過(guò)參數(shù)測(cè)定探頭6在實(shí)驗(yàn)用水體a中的升降，得以測(cè)定實(shí)驗(yàn)用水體a中不同深度的垂向參數(shù)，
[0013]所述第二直線光軸底端設(shè)置有壓力探頭7，壓力探頭7置于平水裝置2內(nèi)的水體b中，設(shè)置于所述平水裝置2內(nèi)的水體b的壓力探頭7的高度和設(shè)置于實(shí)驗(yàn)用水體a內(nèi)的測(cè)定參數(shù)測(cè)定探頭6的高度保持相對(duì)同一，
[0014]通過(guò)壓力探頭7在平水裝置2內(nèi)的水體b中的升降，得以測(cè)定平水裝置2內(nèi)的水體b中不同深度的壓力參數(shù)，由壓力探頭給出的壓力參數(shù)得到壓力探頭所在位置的準(zhǔn)確水深，進(jìn)而得到測(cè)定參數(shù)測(cè)定探頭6所在位置的準(zhǔn)確水深。
[0015]根據(jù)本實(shí)用新型，平水裝置是利用水下壓力和水深之間的關(guān)系，由壓力探頭給出的壓力數(shù)值而得到探頭所在位置的準(zhǔn)確水深，進(jìn)而可以得到參數(shù)測(cè)定探頭6所在位置的準(zhǔn)確水深。
[0016]所述直線光軸為用于懸掛并作垂直平穩(wěn)同步升降參數(shù)測(cè)定探頭6及壓力探頭7的直形、外周無(wú)螺紋等凸起形狀物的升降桿。升降機(jī)構(gòu)包括:桿狀底座、設(shè)置于桿狀底座下或上方的橫梁、桿狀底座及其下或上方的橫梁分別設(shè)置有通孔，所述通孔設(shè)置有直線軸承，直線光軸可穿過(guò)橫梁和底座兩端的通孔處的直線軸承作平滑的上下垂直移動(dòng)。
[0017]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，參數(shù)測(cè)定探頭6和壓力探頭7通過(guò)信號(hào)線接入數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)3。
[0018]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0019]所述平水裝置2包括由連通水管連接的溢水容器、設(shè)置于溢水容器下方的溢水收集器及設(shè)置于溢水容器中的水栗，
[0020]所述平水裝置內(nèi)形成如下自循環(huán)的平水系統(tǒng):
[0021 ]溢水容器溢水—溢水收集器收集溢水—水栗將溢水收集器中的水抽入溢水容器中，平水裝置中的水始終保持溢流狀態(tài)，
[0022]同時(shí)，保證壓力探頭7始終保持浸入水體b的狀態(tài)，參數(shù)測(cè)定探頭6在初始狀態(tài)下置于水體a的水面。
[0023]所述平水裝置2設(shè)置在壓力探頭7的下方，用于測(cè)定參數(shù)測(cè)定探頭6所在位置的水深，包括由連通水管連接的溢水容器、設(shè)置于溢水容器下方的溢水收集器及設(shè)置于溢水容器中的水栗，調(diào)整第一直線光軸和第二直線光軸底側(cè)高度，試驗(yàn)初始，必須保證壓力探頭7先于參數(shù)測(cè)定探頭6入水體，并保證壓力探頭7始終保持浸入水體b的狀態(tài)。
[0024]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0025]所述實(shí)驗(yàn)用水體a通過(guò)水槽連通真實(shí)水體。
[0026]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0027]所述實(shí)驗(yàn)用水體a通過(guò)水槽寬為1-1.5m。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0029]所述升降機(jī)構(gòu)包括:桿狀底座、設(shè)置于桿狀底座上方的橫梁、桿狀底座及其上方的橫梁分別設(shè)置有通孔，直線光軸用臥式固定支撐座在橫梁上進(jìn)行固定，桿狀底座上的通孔設(shè)置有直線軸承，直線光軸可穿過(guò)底座兩端的通孔處的直線軸承帶動(dòng)橫梁作垂直上下移動(dòng)。
[0030]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0031]所述平水裝置2的溢水容器為豎直筒狀，所述設(shè)置于溢水容器下方的溢水收集器為直徑大于溢水容器的盆狀。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，其特征在于，
[0033]所述數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)對(duì)壓力探頭標(biāo)定值精確到0.1mm。
[0034]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，參數(shù)測(cè)定探頭采用obs3+，如果測(cè)定其它參數(shù)，選用相應(yīng)測(cè)量?jī)x器，比如:測(cè)定流速，可設(shè)置流速儀等，數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)使用DH3820。
[0035]根據(jù)本實(shí)用新型所述一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試方法，其特征在于，
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的一種用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置，可實(shí)現(xiàn)波流水槽試驗(yàn)水域探頭所在的相對(duì)靜止水面的深度與相關(guān)參數(shù)的實(shí)時(shí)同步輸出，即，該裝置不僅適用于水面平穩(wěn)的情況，也適用于水面波動(dòng)的情況，由此，為波流水槽試驗(yàn)中垂向參數(shù)的測(cè)量提供新的測(cè)試手段。
[0037]I)本實(shí)用新型使用升降機(jī)構(gòu)和平水裝置，通過(guò)升降機(jī)構(gòu)兩端直線光軸的同步升降實(shí)現(xiàn)垂向參數(shù)與其相對(duì)靜止水面水深的實(shí)時(shí)同步輸出。
[0038]2)本實(shí)用新型適用于波流水槽試驗(yàn)，彌補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)的短板。
[0039]3)本實(shí)用新型可以通過(guò)控制采樣頻率和升降機(jī)構(gòu)的速度，實(shí)現(xiàn)垂向參數(shù)的任意間距和時(shí)間跨度的采集。
[0040]4)本實(shí)用新型采用的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1為本實(shí)用新型的用于波流水槽試驗(yàn)的垂向參數(shù)測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖2為波浪作用過(guò)程中，該裝置采集到的某深度段的垂向分布信號(hào)曲線圖；