CN114235335B - 一种实验室内波智能测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实验室内波智能测量系统，包括检测槽，所述检测槽一端设有第一检测装置，所述检测槽上设有移动装置，所述移动装置上设有第二检测装置；所述第一检测装置包括有第一固定架，所述第一固定架一侧安装有第二固定架，所述第二固定架一侧安装有第一固定板，所述第一固定板上固定安装有运输装置；所述第二检测装置包括有第三固定架，所述第三固定架上设有第二固定板，所述第二固定板一侧固定安装有滑台气缸，所述滑台气缸输出端固定安装有安装块；所述移动装置包括有第一伺服电机，所述第一伺服电机输出端通过联轴器连连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆与所述第三固定架一侧螺纹连接，本发明检测内波较便利精准。

Description

一种实验室内波智能测量系统
技术领域
本发明属于内波智能检测技术领域，具体涉及一种实验室内波智能测量系统。
背景技术
内波是一种重要的海水运动，它将海洋上层的能量传至深层，又把深层较冷的海水连同营养物带到较暖的浅层，促进生物的生息繁衍。内波导致等密度面的波动，使声速的大小和方向均发生改变，对声呐的影响极大，有利于潜艇在水下的隐蔽；对海上设施也有破坏作用。因此对于海底的内波检测技术十分重要。
如授权公告号为CN109556829B所公开的一种基于线谱识别的海洋内波声学实时检测方法，该方法使用设定转速的螺旋桨作为声源，使用标准水听器8301被动采集螺旋桨噪音，基于螺旋桨线谱识别算法，结合海洋声学物理特征，实现海洋内波实时检测。该方法通过设定转速的螺旋桨向固定于海底的标准水听器发送螺旋桨噪声，通过对采集信号进行带通和低通滤波取包络值，提取demon谱，完成线谱识别，并与设定的螺旋桨转速进行对比，持续跟踪，一旦发现异常跳变，转入二次识别，完成内波实时检测并报警。
上述的这种基于线谱识别的海洋内波声学实时检测方法依旧存在着一些缺点，如：检测不够精准，不够便利。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实验室内波智能测量系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实验室内波智能测量系统，包括检测槽，所述检测槽一端设有第一检测装置，所述检测槽上设有移动装置，所述移动装置上设有第二检测装置；
所述第一检测装置包括有第一固定架，所述第一固定架一侧安装有第二固定架，所述第二固定架一侧安装有第一固定板，所述第一固定板上固定安装有运输装置；
所述第二检测装置包括有第三固定架，所述第三固定架上设有第二固定板，所述第二固定板一侧固定安装有滑台气缸，所述滑台气缸输出端固定安装有安装块；
所述移动装置包括有第一伺服电机，所述第一伺服电机输出端通过联轴器连连接有第一螺纹杆，所述第一螺纹杆与所述第三固定架一侧螺纹连接。
优选的，所述第一固定架一侧固定安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机输出端通过联轴器连接有第二螺纹杆，所述第二螺纹杆贯穿所述第一固定架,所述第二固定架两侧固定安装有第一连接块，所述第二螺纹杆与所述第一连接块螺纹连接。
优选的，所述第一固定架两侧开设有第一滑槽，所述第二固定架两侧固定安装有第一滑块，所述第一滑块滑动连接在所述第一滑槽内。
优选的，所述第二固定架上端固定安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机输出端通过联轴器连接有第三螺纹杆，所述第三螺纹杆贯穿所述第二固定架，所述第一固定板一侧固定安装有第二连接块，所述第三螺纹杆与所述第二连接块螺纹连接。
优选的，所述第二固定架两侧开设有第二滑槽，所述第一固定板两侧固定安装有第二滑块，所述第二滑块滑动连接在所述第二滑槽内。
优选的，所述运输装置包括有第四伺服电机，所述第一固定板一侧固定安装有第一安装板，所述第四伺服电机固定安装在所述第一安装板上，所述第四伺服电机输出端通过联轴器连接有第一卷轮，所述第一固定板下端固定安装有第二安装板，所述第二安装板一侧安装有两组第二卷轮。
优选的，所述第一固定板上固定安装有第一连接杆，所述第一连接杆另一端安装有第三卷轮，所述第二固定架一侧固定安装有第二连接杆，所述第二连接杆另一端安装有第四卷轮。
优选的，所述检测槽两侧固定安装有第一滑轨，所述第三固定架两侧端固定安装有第三滑块，所述第三滑块内的滑槽与所述第一滑轨滑动连接，所述第三固定架一侧固定安装有第五伺服电机，所述第五伺服电机输出端通过联轴器连接有第四螺纹杆，所述第四螺纹杆与所述第二固定板螺纹连接。
优选的，一种实验室内波智能测量系统包括有以下步骤：
S1、将小潜艇挂至第一检测装置下端：第一卷轮上设有连接线，将小潜艇挂至连接线上，第二伺服电机可带动第二固定架进行水平移动，第三伺服电机可带动第一固定板进竖直移动；
S2、第二检测装置检测：将内波智能传感器固定安装在安装块上，可对内波进行检测，滑台气缸可带动内波智能传感器进行竖直移动，可调整检测深度，第五伺服电机可带动第二固定板进行移动，第二固定板可带动内波智能传感器进行水平移动；
S3、移动装置带动移动：第一伺服电机通过第一螺纹杆带动第三固定架进行水平移动，跟着小潜艇目标跑，然后测量它后面产生的尾迹内波；
S4、将小潜艇进行移动：第四伺服电机带动第一卷轮进行转动，两组第二卷轮连接线进行紧固，第三卷轮与第四卷轮对连接线进行定位紧固，小潜艇进行移动。
优选的，所述内波智能传感器采用以下公式对内波进行检测；
Figure BDA0003394704090000031
其中：Cmax＝2.971m/s，B1＝0.003，B2＝1390.758m，起始点源为：Lat＝20.529°N，Lon＝124.879°E；
得出相速度之后，可以解eikonal equation(EE)来确定波峰线的传播轨迹
Figure BDA0003394704090000041
解EE的方法为fast marching method(FMM)。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明设有第一检测装置与第二检测装置，第一检测装置可将小潜艇带动移动，便于形成内波，第二检测装置可将内波智能传感器进行固定，便于对内波进行检测。
(2)本发明设有移动装置，可带动第二检测装置进行移动，可带动内波智能传感器跟着小潜艇目标跑，然后测量它后面产生的尾迹内波,可更加精准的对内波进行检测。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的正视结构示意图；
图3为本发明的侧视结构示意图；
图4为本发明的第一检测装置结构示意图之一；
图5为本发明的第一检测装置结构示意图之二。
图中：1、检测槽；2、第一检测装置；201、第一固定架；202、第二固定架；203、第一固定板；3、移动装置；301、第一伺服电机；302、第一螺纹杆；4、第二检测装置；401、第三固定架；402、第二固定板；403、滑台气缸；404、安装块；5、运输装置；501、第四伺服电机；502、第一安装板；503、第一卷轮；504、第二安装板；505、第二卷轮；6、第二伺服电机；7、第二螺纹杆；8、第一连接块；9、第一滑槽；10、第一滑块；11、第三伺服电机；12、第三螺纹杆；13、第二连接块；14、第二滑槽；15、第二滑块；16、第一连接杆；17、第三卷轮；18、第二连接杆；19、第四卷轮；20、第一滑轨；21、第三滑块；22、第五伺服电机；23、第四螺纹杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：一种实验室内波智能测量系统，包括检测槽1，检测槽1一端设有第一检测装置2，检测槽1上设有移动装置3，移动装置3上设有第二检测装置4；
第一检测装置2包括有第一固定架201，第一固定架201一侧安装有第二固定架202，第二固定架202一侧安装有第一固定板203，第一固定板203上固定安装有运输装置5；
第二检测装置4包括有第三固定架401，第三固定架401上设有第二固定板402，第二固定板402一侧固定安装有滑台气缸403，滑台气缸403输出端固定安装有安装块404；
移动装置3包括有第一伺服电机301，第一伺服电机301输出端通过联轴器连连接有第一螺纹杆302，第一螺纹杆302与第三固定架401一侧螺纹连接。
为了第二伺服电机6通过第二螺纹杆7带动第二固定架202进行移动，本实施例中，优选的，第一固定架201一侧固定安装有第二伺服电机6，第二伺服电机6输出端通过联轴器连接有第二螺纹杆7，第二螺纹杆7贯穿第一固定架201,第二固定架202两侧固定安装有第一连接块8，第二螺纹杆7与第一连接块8螺纹连接。
为了第二固定架202进行移动限位，本实施例中，优选的，第一固定架201两侧开设有第一滑槽9，第二固定架202两侧固定安装有第一滑块10，第一滑块10滑动连接在第一滑槽9内。
为了第三伺服电机11通过第三螺纹杆12带动第一固定板203进行移动，本实施例中，优选的，第二固定架202上端固定安装有第三伺服电机11，第三伺服电机11输出端通过联轴器连接有第三螺纹杆12，第三螺纹杆12贯穿第二固定架202，第一固定板203一侧固定安装有第二连接块13，第三螺纹杆12与第二连接块13螺纹连接。
为了第一固定板203进行限位移动，本实施例中，优选的，第二固定架202两侧开设有第二滑槽14，第一固定板203两侧固定安装有第二滑块15，第二滑块15滑动连接在第二滑槽14内。
为了第四伺服电机501带动第一卷轮503进行旋转，便于对连接线进行收卷，本实施例中，优选的，运输装置5包括有第四伺服电机501，第一固定板203一侧固定安装有第一安装板502，第四伺服电机501固定安装在第一安装板502上，第四伺服电机501输出端通过联轴器连接有第一卷轮503，第一固定板203下端固定安装有第二安装板504，第二安装板504一侧安装有两组第二卷轮505。
为了将连接线进行定位紧固，本实施例中，优选的，第一固定板203上固定安装有第一连接杆16，第一连接杆16另一端安装有第三卷轮17，第二固定架202一侧固定安装有第二连接杆18，第二连接杆18另一端安装有第四卷轮19。
为了第三固定架401进行限位移动，本实施例中，优选的，检测槽1两侧固定安装有第一滑轨20，第三固定架401两侧端固定安装有第三滑块21，第三滑块21内的滑槽与第一滑轨20滑动连接，为了第五伺服电机22通过第四螺纹杆23带动第二固定板402进行移动，本实施例中，优选的，第三固定架401一侧固定安装有第五伺服电机22，第五伺服电机22输出端通过联轴器连接有第四螺纹杆23，第四螺纹杆23与第二固定板402螺纹连接。
优选的，一种实验室内波智能测量系统包括有以下使用步骤：
S1、将小潜艇挂至第一检测装置2下端：第一卷轮503上设有连接线，将小潜艇挂至连接线上，第二伺服电机6可带动第二固定架202进行水平移动，第三伺服电机11可带动第一固定板203进竖直移动；
S2、第二检测装置4检测：将内波智能传感器固定安装在安装块404上，可对内波进行检测，滑台气缸403可带动内波智能传感器进行竖直移动，可调整检测深度，第五伺服电机22可带动第二固定板402进行移动，第二固定板402可带动内波智能传感器进行水平移动；
S3、移动装置3带动移动：第一伺服电机301通过第一螺纹杆302带动第三固定架401进行水平移动，跟着小潜艇目标跑，然后测量它后面产生的尾迹内波；
S4、将小潜艇进行移动：第四伺服电机501带动第一卷轮503进行转动，两组第二卷轮505连接线进行紧固，第三卷轮17与第四卷轮19对连接线进行定位紧固，小潜艇进行移动。
通过内波智能传感器采用以下公式对内波进行检测；
Figure BDA0003394704090000071
其中：Cmax＝2.971m/s，B1＝0.003，B2＝1390.758m，起始点源为：Lat＝20.529°N，Lon＝124.879°E；
得出相速度之后，可以解eikonal equation(EE)来确定波峰线的传播轨迹
Figure BDA0003394704090000072
解EE的方法为fast marching method(FMM)。
本发明的使用流程：
第一步、将小潜艇挂至第一检测装置2下端：第一卷轮503上设有连接线，将小潜艇挂至连接线上，第二伺服电机6可带动第二固定架202进行水平移动，第三伺服电机11可带动第一固定板203进竖直移动；
第二步、第二检测装置4检测：将内波智能传感器固定安装在安装块404上，可对内波进行检测，滑台气缸403可带动内波智能传感器进行竖直移动，可调整检测深度，第五伺服电机22可带动第二固定板402进行移动，第二固定板402可带动内波智能传感器进行水平移动；
第三步、移动装置3带动移动：第一伺服电机301通过第一螺纹杆302带动第三固定架401进行水平移动，跟着小潜艇目标跑，然后测量它后面产生的尾迹内波；
第四步、将小潜艇进行移动：第四伺服电机501带动第一卷轮503进行转动，两组第二卷轮505连接线进行紧固，第三卷轮17与第四卷轮19对连接线进行定位紧固，小潜艇进行移动。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种实验室内波智能测量系统，包括检测槽(1)，其特征在于：所述检测槽(1)一端设有第一检测装置(2)，所述检测槽(1)上设有移动装置(3)，所述移动装置(3)上设有第二检测装置(4)；
所述第一检测装置(2)包括有第一固定架(201)，所述第一固定架(201)一侧安装有第二固定架(202)，所述第二固定架(202)一侧安装有第一固定板(203)，所述第一固定板(203)上固定安装有运输装置(5)；
所述第二检测装置(4)包括有第三固定架(401)，所述第三固定架(401)上设有第二固定板(402)，所述第二固定板(402)一侧固定安装有滑台气缸(403)，所述滑台气缸(403)输出端固定安装有安装块(404)；
所述移动装置(3)包括有第一伺服电机(301)，所述第一伺服电机(301)输出端通过联轴器连接有第一螺纹杆(302)，所述第一螺纹杆(302)与所述第三固定架(401)一侧螺纹连接；
所述第一固定架(201)一侧固定安装有第二伺服电机(6)，所述第二伺服电机(6)输出端通过联轴器连接有第二螺纹杆(7)，所述第二螺纹杆(7)贯穿所述第一固定架(201)，所述第二固定架(202)两侧固定安装有第一连接块(8)，所述第二螺纹杆(7)与所述第一连接块(8)螺纹连接；
所述第一固定架(201)两侧开设有第一滑槽(9)，所述第二固定架(202)两侧固定安装有第一滑块(10)，所述第一滑块(10)滑动连接在所述第一滑槽(9)内；
所述第二固定架(202)上端固定安装有第三伺服电机(11)，所述第三伺服电机(11)输出端通过联轴器连接有第三螺纹杆(12)，所述第三螺纹杆(12)贯穿所述第二固定架(202)，所述第一固定板(203)一侧固定安装有第二连接块(13)，所述第三螺纹杆(12)与所述第二连接块(13)螺纹连接；
所述第二固定架(202)两侧开设有第二滑槽(14)，所述第一固定板(203)两侧固定安装有第二滑块(15)，所述第二滑块(15)滑动连接在所述第二滑槽(14)内；
所述运输装置(5)包括有第四伺服电机(501)，所述第一固定板(203)一侧固定安装有第一安装板(502)，所述第四伺服电机(501)固定安装在所述第一安装板(502)上，所述第四伺服电机(501)输出端通过联轴器连接有第一卷轮(503)，所述第一固定板(203)下端固定安装有第二安装板(504)，所述第二安装板(504)一侧安装有两组第二卷轮(505)；
所述第一固定板(203)上固定安装有第一连接杆(16)，所述第一连接杆(16)另一端安装有第三卷轮(17)，所述第二固定架(202)一侧固定安装有第二连接杆(18)，所述第二连接杆(18)另一端安装有第四卷轮(19)；
所述检测槽(1)两侧固定安装有第一滑轨(20)，所述第三固定架(401)两侧端固定安装有第三滑块(21)，所述第三滑块(21)内的滑槽与所述第一滑轨(20)滑动连接，所述第三固定架(401)一侧固定安装有第五伺服电机(22)，所述第五伺服电机(22)输出端通过联轴器连接有第四螺纹杆(23)，所述第四螺纹杆(23)与所述第二固定板(402)螺纹连接；
包括有以下使用步骤：
S1、将小潜艇挂至第一检测装置(2)下端：第一卷轮(503)上设有连接线，将小潜艇挂至连接线上，第二伺服电机(6)可带动第二固定架(202)进行水平移动，第三伺服电机(11)可带动第一固定板(203)进竖直移动；
S2、第二检测装置(4)检测：将内波智能传感器固定安装在安装块(404)上，可对内波进行检测，滑台气缸(403)可带动内波智能传感器进行竖直移动，可调整检测深度，第五伺服电机(22)可带动第二固定板(402)进行移动，第二固定板(402)可带动内波智能传感器进行水平移动；
S3、移动装置(3)带动移动：第一伺服电机(301)通过第一螺纹杆(302)带动第三固定架(401)进行水平移动，跟着小潜艇目标跑，然后测量它后面产生的尾迹内波；
S4、将小潜艇进行移动：第四伺服电机(501)带动第一卷轮(503)进行转动，两组第二卷轮(505)连接线进行紧固，第三卷轮(17)与第四卷轮(19)对连接线进行定位紧固，小潜艇进行移动；
所述内波智能传感器采用以下公式对内波进行检测；
Figure FDA0003878164010000031
其中：Cmax＝2.971m/s，B1＝0.003，B2＝1390.758m，起始点源为：Lat＝20.529°N，Lon＝124.879°E；
得出相速度之后，可以解eikonal equation(EE)来确定波峰线的传播轨迹
Figure FDA0003878164010000032
解EE的方法为fast marching method(FMM)。
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