CN114778075A - 微型波浪水槽试验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了微型波浪水槽试验系统，包括水槽主体、以及安装在水槽主体上的造波系统和波浪采集分析系统；造波系统包括控制箱、电机、丝杠和推板，控制箱中的控制器与电机通过导线连接，丝杠的一端固定连接在电机的输出端，丝杠的侧壁设置有滑动架，滑动架的底部固定连接有推板；波浪采集分析系统包括数字波高仪和数字压力传感器；本发明提供的技术方案中，采用造波系统在水槽主体中制造波浪，数字波高仪和数字压力传感器运用电容式原理和压阻式的原理对造出的波的波高、压力进行精确测量，从而保证该系统产品成本低，占用面积小，使用方便，特别适合相关专业的大学、职业高校等教学及原理演示。

Description

微型波浪水槽试验系统

技术领域

本发明涉及波浪模拟试验设备技术领域，尤其涉及微型波浪水槽试验系统。

背景技术

在港航、船舶、水利水电、地质、海洋等行业需要经常需要进行波浪模型试验和教学试验。建设一个波浪水槽费用比较高，小则几十上百万。同时在运行过程中消耗的水费、电费的成本也比较大。为此本公司研制成一款微型波浪水槽试验系统，可用于造波原理性演示和波浪、压力等参数的采集、分析。不仅可以对造波原理、过程由作展示，还可以对不同原理的传感器(数字电容式波高仪、超声波波高仪、数字压力传感器、数字激光位移传感器等)作展示了解，拓宽了波浪模型试验和教学试验的系统。此系统产品成本低，占用面积小，使用方便，特别适合相关专业的大学、职业高校等教学及原理演示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足而提供微型波浪水槽试验系统，保证该系统产品成本低，占用面积小，使用方便，特别适合相关专业的大学、职业高校等教学及原理演示。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种微型波浪水槽试验系统，包括水槽主体、超声波波高仪、以及安装在水槽主体上的造波系统和波浪采集分析系统；

所述造波系统包括控制箱、电机、丝杠和推板，所述控制箱中的控制器与电机通过导线连接，所述丝杠的一端固定连接在电机的输出端，所述丝杠的侧壁设置有滑动架，所述滑动架的底部固定连接有推板；

所述波浪采集分析系统包括数字波高仪和数字压力传感器，所述数字波高仪和数字压力传感器均设置在水槽主体上。

进一步的，所述水槽主体的顶部一侧固定连接有导轨，所述电机通过安装板安装在水槽主体的顶部，所述滑动架匹配滑动连接在导轨的顶部。

进一步的，所述推板滑动连接在导轨的内侧，且所述推板位于水槽主体的内部。

进一步的，所述控制箱安装在水槽主体的前端，所述水槽主体由亚克力材料制成。

进一步的，所述超声波波高仪和数字波高仪的侧壁均安装有连接板，且所述超声波波高仪和数字波高仪通过连接板安装在水槽主体的槽口处。

进一步的，所述数字压力传感器安装在水槽主体的一侧，且所述数字压力传感器的压力探头位于水槽主体内部。

本发明的有益效果：

本发明公开的微型波浪水槽试验系统采用造波系统在水槽主体中制造波浪，数字波高仪和数字压力传感器运用电容式原理和压阻式的原理对造出的波的波高、压力进行精确测量，从而保证该系统产品成本低，占用面积小，使用方便，特别适合相关专业的大学、职业高校等教学及原理演示。

采用亚克力材料制成的水槽主体可以保证试验的可视性，同时也相对玻璃更加便宜。

本发明的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明正视图；

图3为本发明内部元器件结构示意图；

图4为本发明侧视图；

图5为本发明俯视图。

图中：1、水槽主体；2、导轨；3、滑动架；4、电机；5、丝杠；6、控制箱；7、超声波波高仪；8、数字波高仪；9、数字压力传感器；10、推板。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

请参阅图1-图5，本实施方案中：微型波浪水槽试验系统，包括水槽主体1、超声波波高仪7、以及安装在水槽主体1上的造波系统和波浪采集分析系统，利用造波系统可以进行模拟波浪，用于后续的试验，通过波浪采集分析系统可以对所产生的波浪进行数据检测；

造波系统包括控制箱6、电机4、丝杠5和推板10，控制箱6中的控制器与电机4通过导线连接，丝杠5的一端固定连接在电机4的输出端，丝杠5的侧壁设置有滑动架3，滑动架3的底部固定连接有推板10，控制箱6安装在水槽主体1的前端，水槽主体1由亚克力材料制成，水槽主体1的顶部一侧固定连接有导轨2，电机4通过安装板安装在水槽主体1的顶部，滑动架3匹配滑动连接在导轨2的顶部，推板10滑动连接在导轨2的内侧，且推板10位于水槽主体1的内部，利用电机4可以带动丝杠5进行转动，同时滑动架3在丝杠5的作用下，可以实现滑动架3在导轨2上进行前进后退移动，控制箱6中的控制器实现对电机4实施控制，控制器即为芯片控制器，通过滑动架3的移动带动推板10进行移动，进而可以使得推板10在水槽主体1中推动水进行模拟波浪，采用亚克力材料制成的水槽主体1可以保证试验的可视性，同时也相对玻璃更加便宜；

波浪采集分析系统包括数字波高仪8和数字压力传感器9，数字波高仪8和数字压力传感器9均设置在水槽主体1上，超声波波高仪7和数字波高仪8的侧壁均安装有连接板，且超声波波高仪7和数字波高仪8通过连接板安装在水槽主体1的槽口处，数字压力传感器9安装在水槽主体1的一侧，且数字压力传感器9的压力探头位于水槽主体1内部；通过连接板可以将数字波高仪8和数字压力传感器9进行合理的安装在水槽主体1的槽口处，且数字波高仪8广泛应用于从微小波的波高测试0.15mm到2米、8米等大波的各范围和工况的波高测试；

数字波高仪8不仅应用了各类常规的波高试验，还参与了如第三代核电站晃荡试验、某军工深海模型的波高测试、工信部船舶多工况精细流场测试等各类重大试验。同时积极开拓工程应用，开发了ULD200G工程波高仪，在河道、水库、湖泊、港口码头上进行在线监测；

数字压力传感器9是一种新型的RS485数字量输出传感器，相对市场上普遍输出模拟量信号的变送器更加适合广大工控自动化用户信号采集，RS485数字化传感器有着广阔的发展前景广泛应用于各种工业自控环境，涉及石油管道、水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、液压机械等众多行业。

本实施例中所涉及的电机4和数字压力传感器9可以根据实际应用场景自由配置，且工作采用现有技术中常用的方法。

本发明的工作原理及使用流程：首先水槽主体1由亚克力加工形成个长方体水槽，利用造波系统在水槽主体1中制造波浪，造波系统通过软件设置参数输出给控制箱6中的控制器，从而控制电机4的转速、方向和时间，电机4驱动丝杠5，丝杠5带动推板10来回运动，推板10推动水槽主体1中的水从而造出波浪，最后，数字波高仪8和数字压力传感器9运用电容式原理和压阻式的原理对造出的波的波高、压力进行精确测量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。

Claims (6)

1.微型波浪水槽试验系统，其特征在于：包括水槽主体(1)、超声波波高仪(7)、以及安装在水槽主体(1)上的造波系统和波浪采集分析系统；

所述造波系统包括控制箱(6)、电机(4)、丝杠(5)和推板(10)，所述控制箱(6)中的控制器与电机(4)通过导线连接，所述丝杠(5)的一端固定连接在电机(4)的输出端，所述丝杠(5)的侧壁设置有滑动架(3)，所述滑动架(3)的底部固定连接有推板(10)；

所述波浪采集分析系统包括数字波高仪(8)和数字压力传感器(9)，所述数字波高仪(8)和数字压力传感器(9)均设置在水槽主体(1)上。

2.根据权利要求1所述的微型波浪水槽试验系统，其特征在于：所述水槽主体(1)的顶部一侧固定连接有导轨(2)，所述电机(4)通过安装板安装在水槽主体(1)的顶部，所述滑动架(3)匹配滑动连接在导轨(2)的顶部。

3.根据权利要求2所述的微型波浪水槽试验系统，其特征在于：所述推板(10)滑动连接在导轨(2)的内侧，且所述推板(10)位于水槽主体(1)的内部。

4.根据权利要求1所述的微型波浪水槽试验系统，其特征在于：所述控制箱(6)安装在水槽主体(1)的前端，所述水槽主体(1)由亚克力材料制成。

5.根据权利要求1所述的微型波浪水槽试验系统，其特征在于：所述超声波波高仪(7)和数字波高仪(8)的侧壁均安装有连接板，且所述超声波波高仪(7)和数字波高仪(8)通过连接板安装在水槽主体(1)的槽口处。

6.根据权利要求1所述的微型波浪水槽试验系统，其特征在于：所述数字压力传感器(9)安装在水槽主体(1)的一侧，且所述数字压力传感器(9)的压力探头位于水槽主体(1)内部。

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