CN110440876B - 非接触式波浪测量方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种非接触式波浪测量方法及系统，属于波浪测量技术领域。其中，波浪测量方法包括：保存激光位移传感器测量的基准时长；通过激光位移传感器测量的实时时长；根据该实时时长和上述基准时长，计算波浪的实时波面值，并根据该实时波面值，计算波浪的波浪要素。本发明提供的非接触式波浪测量方法及系统，受环境影响较小，测量准确度高，且不与水面接触，不会对波浪场的测量造成干扰。
Description
技术领域
本发明涉及波浪测量技术领域，具体而言，涉及一种非接触式波浪测量方法及系统。
背景技术
目前用于波浪测量的装置主要包括：电阻式波高传感器和电容式波高传感器等。这类波高传感器均为接触式测量装置，其基本原理为：将两根电阻或电容细丝垂直地放置在水中，细丝的底部联通，顶端分别与电源正负极连接形成回路，水位的变化会引起电路中电阻或电容的变化，通过建立水位与电阻或电容的关系，得到测量水位的高度值。接触式测量的主要缺点是电阻或电容受环境影响大，测量精度不高，环境温度变化时，电阻式波高传感器和电容式波高传感器的测量数据也会随温度变化，因此测量准确度较低。另外接触式的测量对试验会产生影响，且在波高较大时易损坏。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种非接触式波浪测量方法及系统，可以提高测量波高的准确度。
第一方面，本发明实施例提供了一种非接触式波浪测量方法，包括：
保存激光位移传感器测量的基准时长；
通过所述激光位移传感器测量实时时长；
根据所述实时时长和所述基准时长，计算波浪的实时波面值；
根据所述实时波面值，计算所述波浪的波浪要素。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述根据所述实时时长和所述基准时长，计算波浪的实时波面值的步骤，包括：
根据所述实时时长、所述基准时长和预存的第一传播速率、第二传播速率以及水深值，计算波浪的所述实时波面值；其中，所述第一传播速率为激光脉冲在空气中的传播速率，所述第二传播速率为激光脉冲在水中的传播速率，所述水深值为静水面到水底的高度。
结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述方法还包括：
在设定的时间段内，计算所述波浪的多个波面值；
计算多个所述波面值的平均值；
其中，所述波面值的平均值为该时间段的所述实时波面值。
结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；
所述激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在所述感光器件上形成成像点；
所述信号处理器对所述成像点进行分析，得到所述基准时长和所述实时时长。
结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述通过所述激光位移传感器测量实时时长的步骤，包括：
记录所述激光位移传感器的激光发射器发射激光脉冲的发射时间；
记录所述激光位移传感器的激光接收器接收所述激光脉冲的接收时间；
将所述接收时间与所述发射时间之间的时间差，作为所述激光脉冲的实时时长。
第二方面，本发明实施例还提供了一种非接触式波浪测量系统，包括激光位移传感器和与所述激光位移传感器连接的数据处理设备；
所述激光位移传感器设置在水面的上方，用于测量波浪的实时波面值；
所述数据处理设备用于根据所述激光位移传感器测量的实时波面值确定所述波浪的波浪要素。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，所述激光位移传感器包括激光发射器和激光接收器。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，所述激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；
所述激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在所述感光器件上形成成像点；
所述信号处理器对所述成像点进行分析，得到基准时长和实时时长。
结合第二方面的第一种或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述激光发射器包括红光激光发射器。
结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，所述数据处理设备为计算机。
本发明实施例带来了以下有益效果：
本发明实施例提供的非接触式波浪测量方法及系统，首先保存激光位移传感器测量的基准时长；然后，通过激光位移传感器测量的实时时长；根据该实时时长和上述基准时长，计算波浪的实时波面值，最后，根据该实时波面值，计算波浪的波浪要素。本发明实施例提供的非接触式波浪测量方法及系统，受环境影响较小，测量准确度高，且不与水面接触，不会对波浪场的测量造成干扰。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所提供的非接触式波浪测量系统的结构示意图；
图2为本发明一实施例所提供的非接触式波浪测量系统的结构框图；
图3为本发明一实施例所提供的非接触式波浪测量系统的工作原理图；
图4为本发明一实施例所提供的非接触式波浪测量方法的流程图；
图5为本发明一实施例所提供的非接触式波浪测量装置的结构框图。
图标：1-激光位移传感器；11-激光发射器；12-激光接收器；2-数据处理设备；21-主处理器；22-存储器；3-水池；4-支撑架；51-基准时长保存模块；52-实时时长获取模块；53-波面值计算模块；54-波浪要素计算模块。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
针对现有的接触式浪高测量装置测量会干扰波浪场，对测量精度产生影响，且损坏的问题，本发明实施例提供了一种非接触式波浪测量方法及系统，以下首先对本发明的非接触式波浪测量系统进行详细介绍。
实施例一
该实施例提供了一种非接触式波浪测量系统，可以应用于港口海岸、近海工程、海洋工程以及其他任何水动力研究相关试验室。如图1至图3所示，该非接触式波浪测量系统包括激光位移传感器1和与激光位移传感器1连接的数据处理设备2。其中，激光位移传感器1设置在水面的上方，用于测量波浪的实时波面值；数据处理设备2用于根据激光位移传感器1测量的实时波面值确定波浪的波浪要素，其中，上述波浪要素包括浪高、周期等波浪要素。
在盛装水的容器(如水池或水槽)上方可以设置支撑架4，支撑架4用于支撑激光位移传感器1。如图1所示，盛装水的容器为水池3，水池内盛装水，采用造波机模拟波浪，进行试验研究。在水池壁上设置支撑架4，支撑架4可以包括纵杆和横杆，纵杆连接在水池壁上，横杆连接在纵杆的上方。激光位移传感器1安装在横杆上。横杆的长度不限，激光位移传感器1可以安装在横杆的端部，也可以安装在横杆的中间部位。
在一种可选的实施例中，如图2所示，激光位移传感器1包括激光发射器11和激光接收器12。激光发射器11可以采用红外激光发射器，发射红外光。数据处理设备2包括主处理器21和存储器22。
当水池3内尚未盛装水时，数据处理设备2保存激光发射器11发射的激光脉冲经无水底面反射后返回至激光接收器12所用的时间，作为基准时长，设为T1。具体过程为，主处理器21输出发射信号，控制激光发射器11发射激光脉冲，记录激光发射器11发射激光脉冲的发射时间。激光发射器11发射的激光脉冲经无水底面反射后被激光接收器12接收到；上述无水底面可以是水池3的底壁。由于水池3中没有水，整个过程中激光脉冲均在空气中传播。激光接收器12将接收到激光脉冲传输至主处理器21，主处理器21记录激光位移传感器的激光接收器接收到激光脉冲的接收时间，将接收时间与发射时间之间的时间差，作为基准时长T1，保存至存储器22中。
此外，水池3内盛装水后，在水面平静的状态下，记录水深值h，其中，水深值h为静水面到水底的高度，并将该水深值保存在存储器22中。
需要计算波浪面值时，参照上述获取基准时长T1的方法，主处理器21获取实时获取激光位移传感器1发射的激光脉冲的传播时长T2。此处激光脉冲在传播过程中，一部分时间在空气中传播，另一部分时间在水中传播。由于激光在水中的传播速度小于在空气中的传播速度，所以传播时长T2大于基准时长T1。主处理器21根据传播时长T2及预存的第一传播速率C、第二传播速率V和基准时长T1，计算当前的水位高度值。第一传播速率C为激光脉冲在空气中的传播速率，所述第二传播速率V为激光脉冲在水中的传播速率。
其原理如图3所示，设激光位移传感器1至水底的距离为S，则在T1时间内，激光脉冲传播的距离为：
2S＝CT1 (1)
其中，C为激光脉冲在空气中的传播速率，S为激光位移传感器1到水底的距离，T1为激光脉冲的基准时长。
在T2时间内，激光脉冲传播的距离为：
2S＝C(T2-t2)+VT2 (2)
其中，C为激光脉冲在空气中的传播速率，S为激光位移传感器1到水底的距离，T2为激光脉冲的传播时长，t2为激光脉冲在水中的传播时长，V为激光脉冲在水中的传播速率。
根据上述公式(1)和公式(2)，可以得到如下公式：
CT1＝C(T2-t2)+VT2 (3)
其中，C为激光脉冲在空气中的传播速率，V为激光脉冲在水中的传播速率，T1为激光脉冲的基准时长，T2为激光脉冲的传播时长，t2为激光脉冲在水中的传播时长。
由于C、T1、V、T2均为已知量，因此可以求得t2。基于此，根据上述静水水深值h和公式(4)可以计算当前的波面值：
其中，E为当前的波面值，C为激光脉冲在空气中的传播速率，V为激光脉冲在水中的传播速率，T1为激光脉冲的基准时长，T2为激光脉冲的传播时长，t2为激光脉冲在水中的传播时长，h为静水水深值。
因此，主处理器21根据当前的波面值，可以计算出波浪的波高、周期等波浪要素。
进一步的，数据处理设备2包括主处理器21和与主处理器21连接的存储器22。数据处理设备2实时接收激光位移传感器1发送的波面值。主处理器21根据当前的波面值，可以确定波浪的波高、周期等波浪要素。
其中，激光发射器11包括但不仅限于红光激光发射器，还可以为绿光激光发射器或其它色光激光发射器。此外，激光发射器11还可以采用固体激光器、气体激光器、液体激光器或半导体激光器等。固体激光器主要包括红宝石激光器、掺钕的钇铝石榴石(YAG，Yttrium Aluminium Garnet)激光器、钕玻璃激光器等；气体激光器主要包括二氧化碳激光器、氦氖激光器、一氧化碳激光器等；液体激光器主要包括螯合物激光器、无机液体激光器和有机染料激光器等；半导体激光器如砷化镓激光器等。数据处理设备2可以是计算机。
本发明实施例提供的非接触式波浪测量系统，通过激光位移传感器测量实时时长，根据该实时时长和上述基准时长，以及已知的激光在水中和空气中的传播速度、静水水深，从而计算得到实时波面值。根据计算的该实时波面值，进而计算得到波浪的波高、周期等波浪要素，能实现无接触地测量浪高、受环境影响小，速度快，精度高，抗光电干扰能力强，测量准确度高，且不与水面接触，不会对波浪场产生干扰，不容易因为浪大而受到损坏。
实施例二
该实施例提供了一种非接触式波浪测量方法，应用于实施例一所提供的非接触式波浪测量的数据处理设备。如图4所示，该方法包括：
步骤S402，保存激光位移传感器测量的基准时长；
具体地，上述基准时长为激光脉冲在空气中自激光位移传感器发射，经无水的底面反射后返回至激光位移传感器所用的时间。此外，在水面平静的状态下，测量水深值，水深值为静水面到水底的高度，并将该水深值保存在存储器中。
步骤S404，通过激光位移传感器测量实时时长；
步骤S406，根据实时时长和基准时长，计算波浪的实时波面值；
一种可选的实现方式为：需要测量波面值时，实时获取激光位移传感器发射的激光脉冲的实时时长；实时时长为激光脉冲从激光位移传感器发射，经水底反射后返回激光位移传感器所用的时间。具体地，主处理器控制激光发射器发射激光脉冲，记录激光发射器发射激光脉冲的发射时间；记录激光接收器接收激光脉冲的接收时间；将接收时间与所述发射时间之间的时间差，作为激光脉冲的实时时长。
主处理器根据传播时长及预存的第一传播速率、第二传播速率和基准时长，计算当前的波面值；其中，上述第一传播速率为激光脉冲在空气中的传播速率，第二传播速率为激光脉冲在水中的传播速率。具体的原理已在实施例一详细介绍，在此不再赘述。
另一种可选的实现方式为：激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在感光器件上形成水面成像点；然后，通过信号处理器分析得到对应的基准时长和实时时长，从而计算得到实时波面值。
可选地，主处理器可以在设定的时间段内，获取激光位移传感器测量的多个波面值；将多个波面值的平均值，作为该时间段的实时波面值。上述设定的时间段可以是0.01s至0.05s之间的任意值，激光位移传感器可以在设定的时间段内发射多个激光脉冲，进而得到多个波面值。
步骤S408，根据实时波面值，计算波浪的波浪要素。
具体地，将当前的波面值进行波浪的统计分析，得到波浪要素，其中，该波浪要素包括波浪的波高、周期等波浪要素。可选的，上述波浪可采用上跨零点法、下跨零点法或者波谱分析方法进行波浪要素的统计分析。
本发明实施例提供的非接触式波浪测量方法，通过激光位移传感器测量实时波面值，并根据该实时波面值确定波浪的波高、周期等波浪要素，从而实现无接触地测量波浪，且测量速度快、干扰少、测量准确度高。
实施例三
与上述实施例二的方法相对应地，本实施例提供了一种非接触式波浪测量装置，应用于实施例一所提供的非接触式波浪测量的数据处理设备。如图5所示，该装置包括：
基准时长保存模块51，用于保存激光位移传感器测量的基准时长；
实时时长获取模块52，用于通过激光位移传感器测量实时时长；
波面值计算模块53，用于根据实时时长和基准时长，计算波浪的实时波面值；
波浪要素计算模块54，用于根据实时波面值，计算波浪的波浪要素。
进一步的，基准时长保存模块51还用于：获取激光位移传感器发射的激光脉冲的基准时长，其中，基准时长为激光脉冲在空气中自激光位移传感器发射，经无水底面反射后返回激光位移传感器所用的时间。例如，记录激光位移传感器的激光发射器发射激光脉冲的发射时间；记录激光位移传感器的激光接收器接收激光脉冲的接收时间；将接收时间与发射时间之间的时间差，作为激光脉冲的基准时长。
进一步的，实时时长获取模块52还可以用于：实时获取激光位移传感器发射的激光脉冲的实时时长；其中，实时时长为激光脉冲从激光位移传感器发射，经水底反射后返回至激光位移传感器所用的时间。
进一步的，波面值计算模块53还用于：根据实时时长、基准时长和预存的第一传播速率、第二传播速率以及水深值，计算波浪的实时波面值；其中，第一传播速率为激光脉冲在空气中的传播速率，第二传播速率为激光脉冲在水中的传播速率，水深值为静水面到水底的高度。
进一步的，波浪要素计算模块54还用于：根据实时波面值，经过波浪统计方法分析，得到波浪的波浪要素，其中，波浪要素包括波高、周期等。
此外，可选的，可采用上跨零点法、下跨零点法、波谱分析方法进行波浪的统计分析。
可选地，激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在感光器件上形成水面成像点；再通过信号处理器分析得到对应的基准时长和实时时长，从而计算得到实时波面值。
进一步的，波面值计算模块53还用于：在设定的时间段内，获取激光位移传感器测量的多个波面值；将多个波面值的平均值，作为该时间段的实时波面值。
本发明实施例提供的非接触式波浪测量系统和非接触式波浪测量方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
需要说明的是，在本发明提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种非接触式波浪测量方法，其特征在于，包括：
保存激光位移传感器测量的基准时长；
通过所述激光位移传感器测量实时时长；
根据所述实时时长和所述基准时长，计算波浪的实时波面值；
根据所述实时波面值，计算所述波浪的波浪要素；
其中，所述根据所述实时时长和所述基准时长，计算波浪的实时波面值的步骤，包括：
根据所述实时时长、所述基准时长和预存的第一传播速率、第二传播速率以及水深值，计算波浪的所述实时波面值；其中，所述第一传播速率为激光脉冲在空气中的传播速率，所述第二传播速率为激光脉冲在水中的传播速率，所述水深值为静水面到水底的高度。
2.根据权利要求1所述的非接触式波浪测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
在设定的时间段内，计算所述波浪的多个波面值；
计算多个所述波面值的平均值；
其中，所述波面值的平均值为该时间段的所述实时波面值。
3.根据权利要求1所述的非接触式波浪测量方法，其特征在于，所述激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；
所述激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在所述感光器件上形成成像点；
所述信号处理器对所述成像点进行分析，得到所述基准时长和所述实时时长。
4.根据权利要求3所述的非接触式波浪测量方法，其特征在于，所述通过所述激光位移传感器测量实时时长的步骤，包括：
记录所述激光位移传感器的激光发射器发射激光脉冲的发射时间；
记录所述激光位移传感器的激光接收器接收所述激光脉冲的接收时间；
将所述接收时间与所述发射时间之间的时间差，作为所述激光脉冲的实时时长。
5.一种使用权利要求 1-4 中任一项所述的非接触式波浪测量方法的 非接触式波浪测量系统，其特征在于，包括激光位移传感器和与所述激光位移传感器连接的数据处理设备；
所述激光位移传感器设置在水面的上方，用于测量波浪的实时波面值；
所述数据处理设备用于根据所述激光位移传感器测量的实时波面值确定所述波浪的波浪要素。
6.根据权利要求5所述的非接触式波浪测量系统，其特征在于，所述激光位移传感器包括激光发射器和激光接收器。
7.根据权利要求5所述的非接触式波浪测量系统，其特征在于，所述激光位移传感器包括信号处理器、激光发射器和感光器件；
所述激光发射器发射的激光脉冲经无水或者有水的底面反射后在所述感光器件上形成成像点；
所述信号处理器对所述成像点进行分析，得到基准时长和实时时长。
8.根据权利要求6或7所述的非接触式波浪测量系统，其特征在于，所述激光发射器包括红光激光发射器。
9.根据权利要求5所述的非接触式波浪测量系统，其特征在于，所述数据处理设备为计算机。
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Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1232542A (zh) * | 1996-10-07 | 1999-10-20 | 宾迪卡特公司 | 物料分界面液位检测 |
| CN101140180A (zh) * | 2006-09-07 | 2008-03-12 | 罗斯蒙特雷达液位股份公司 | 雷达液位测量 |
| CN101598589A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-09 | 首钢总公司 | 一种巡回测量高炉料面的装置 |
| CN101769778A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-07-07 | 中国神华能源股份有限公司 | 港口航道水深实时监测方法及系统 |
| CN102279032A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-12-14 | 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 | 自由液面表面微幅波三维重构方法 |
| CN103487116A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-01 | 太原理工大学 | 一种数字式油水分界面高度测量传感器 |
| CN105571685A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 液体测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法 |
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Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1232542A (zh) * | 1996-10-07 | 1999-10-20 | 宾迪卡特公司 | 物料分界面液位检测 |
| CN101140180A (zh) * | 2006-09-07 | 2008-03-12 | 罗斯蒙特雷达液位股份公司 | 雷达液位测量 |
| CN101769778A (zh) * | 2008-12-31 | 2010-07-07 | 中国神华能源股份有限公司 | 港口航道水深实时监测方法及系统 |
| CN101598589A (zh) * | 2009-07-28 | 2009-12-09 | 首钢总公司 | 一种巡回测量高炉料面的装置 |
| CN102279032A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-12-14 | 中国船舶重工集团公司第七○二研究所 | 自由液面表面微幅波三维重构方法 |
| CN103487116A (zh) * | 2013-10-10 | 2014-01-01 | 太原理工大学 | 一种数字式油水分界面高度测量传感器 |
| CN105571685A (zh) * | 2015-12-15 | 2016-05-11 | 北汽福田汽车股份有限公司 | 液体测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法 |
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