CN102175425A - 一种电导型内波测量系统 - Google Patents

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CN102175425A CN 201110066492 CN201110066492A CN102175425A CN 102175425 A CN102175425 A CN 102175425A CN 201110066492 CN201110066492 CN 201110066492 CN 201110066492 A CN201110066492 A CN 201110066492A CN 102175425 A CN102175425 A CN 102175425A
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Inventor
范模
屈衍
尤云祥
胡天群
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Shanghai Jiaotong University
China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Shanghai Jiaotong University
China National Offshore Oil Corp CNOOC
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Abstract

本发明涉及一种电导型内波测量系统，其特征在于：它包括一用来探测流场内电导率变化的微型电导传感器阵列，微型电导传感器阵列输出端依次连接一量程切换器、一放大器、一电导率/密度转换器、一模/数转换器、一计算机和一内波波形实时显示窗口；量程切换器根据微型电导传感器阵列的电导率信号自动调整放大器的增益；电导率/密度转换器将液体的电导率信号转换为密度信号，然后通过模/数转换器进一步将密度信号转换为数字信号输入计算机，并通过计算机中内波信号实时处理软件分析处理获得完整的实时内波波形，最后输入内波波形实时显示窗口进行显示。本发明具有记录时间长、分辨率高、同步性好及可靠性高等优点，适用于各种密度分层水槽中不同密度层内波的实时测量分析。

Description

一种电导型内波测量系统
技术领域
本发明涉及一种测量系统，特别是关于一种能够进行空间和时间上的高分辨率内波实时在线测量分析的电导型内波测量系统。
背景技术
在实际海洋中，海水的温度、盐度和密度是随空间与时间变化的，由此会产生影响水中航行体与海洋工程结构安全运行的海洋内波。分层流试验水槽是研究海洋内波特性的主要设备，其中内波波形的模拟和测量是进行实验研究的主要技术条件。对于目前广泛使用的密度分层流水槽内波试验，获得与海洋结构物模型载荷和运动相关同步的内波信息是实现试验的关键技术之一。目前实验室的内波测量技术主要有纹影法和温度法：前者利用纹影照片经处理后得到内波波形数据，属于离线测量方式；后者采用温度传感器阵列采集温度数据，得到温度场随时间的变化特征，可以实现在线的同步测量。采用上述技术在一定程度上可以获得内波波形的信息，如各个时间节点的内波波形、等温线的时间历程等等。但由于样本有限，纹影法很难得到内波从产生到消失的完整过程，并存在记录时间短和后处理工作量大等问题，而且该方法属于离线测量方式，不能与其他物理量同步测量；温度法则仅限于温度分层水槽使用，并存在分辨率较低，信号滞后等问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够进行空间和时间上的高分辨率内波实时在线测量分析的电导型内波测量系统。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种电导型内波测量系统，其特征在于：它包括一用来探测流场内电导率变化的微型电导传感器阵列，所述微型电导传感器阵列输出端依次连接一量程切换器、一放大器、一电导率/密度转换器、一模/数转换器、一计算机和一内波波形实时显示窗口；所述量程切换器根据所述微型电导传感器阵列的电导率信号自动所述调整放大器的增益；所述电导率/密度转换器将液体的电导率信号转换为密度信号，然后通过所述模/数转换器进一步将密度信号转换为数字信号输入所述计算机，并通过所述计算机中内波信号实时处理软件分析处理获得完整的实时内波波形，最后输入所述内波波形实时显示窗口进行显示。
所述微型电导传感器阵列输出端并联一校准装置，所述校准装置用来在试验前后用标准密度液体对测量系统进行校核。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明由于采用了微型电导传感器阵列，因此可以灵敏地探测流场内电导率的变化。2、本发明由于采用了量程自动切换方法，可随流场密度变化进行量程的自动切换，因此有效地的提高了测量精度。3、本发明由于采用了总线传输，计算机储存处理的技术方案，不仅实现了内波的实时在线测量，而且记录时间长，信号样本的大小可任意选择，因此保证了内波波形的完整性。4、本发明在微型电导传感器阵列输出端并联一校准装置，可在试验前后用标准密度液体对系统进行校核，保证了内波测量的可靠性和稳定性。如上所述，本发明具有记录时间长、分辨率高、同步性好及可靠性高等优点，适用于各种密度分层水槽中不同密度层内波的实时测量分析。
附图说明
图1是本发明的结构示意图
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
如图1所示，本发明包括一微型电导传感器阵列1，微型电导传感器阵列1输出端依次连接一量程切换器2、一放大器3、一电导率/密度转换器4、一模/数转换器5、一计算机6和一内波波形实时显示窗口7。微型电导传感器阵列2可以灵敏地探测流场内电导率的变化。量程切换器2根据微型电导传感器阵列1的电导率信号自动调整放大器3的增益。电导率/密度转换器4可将液体的电导率信号转换为密度信号，然后通过模/数转换器5进一步将密度信号转换为数字信号输入计算机6，并通过计算机6中内波信号实时处理软件分析处理获得完整的实时内波波形，最后输入内波波形实时显示窗口7进行显示。
上述实施例中，微型电导传感器阵列1输出端还可以并联一校准装置8，可在试验前后用标准密度液体对测量系统进行校核，有效地提高了试验的可靠性。
本发明的工作原理是：在进行密度分层流水槽内波试验时，首先采用校准装置8用标准密度液体对测量系统进行校核，以检验系统的可靠性；然后将微型电导传感器阵列1放置于密度分层流水槽中，当密度分层流水槽中产生内波时，流场内部的密度会发生变化，同时流场内部微型电导传感器阵列1各个位置的电导率也随之变化；测量系统实时采集分析电导率的信号特征，从而得到内波的详细信息；最后再用校准装置8对测量系统进行校核，检验测量系统的稳定性。
本发明仅以上述实施例进行说明，各部件的结构、设置位置、及其连接都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (2)

1.一种电导型内波测量系统，其特征在于：它包括一用来探测流场内电导率变化的微型电导传感器阵列，所述微型电导传感器阵列输出端依次连接一量程切换器、一放大器、一电导率/密度转换器、一模/数转换器、一计算机和一内波波形实时显示窗口；所述量程切换器根据所述微型电导传感器阵列的电导率信号自动所述调整放大器的增益；所述电导率/密度转换器将液体的电导率信号转换为密度信号，然后通过所述模/数转换器进一步将密度信号转换为数字信号输入所述计算机，并通过所述计算机中内波信号实时处理软件分析处理获得完整的实时内波波形，最后输入所述内波波形实时显示窗口进行显示。
2.如权利要求1所述的一种电导型内波测量系统，其特征在于：所述微型电导传感器阵列输出端并联一校准装置，所述校准装置用来在试验前后用标准密度液体对测量系统进行校核。
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PB01 Publication
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