CN220230901U - 一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，其特点是，由矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构、浪高测量仪固定与调节装置和浪高测量仪数据收集及处理设备三部分构成；该布拉格潜堤由系列凹槽组合而成，当两相邻凹槽间距等于入射波半波长时会激发布拉格共振，产生布拉格共振反射，将部分波浪返回外海；浪高测量仪固定与调节装置用于浪高测量仪的精确固定及其水平位置与竖直高度的调节；浪高测量仪数据收集及处理设备用于对浪高测量仪收集的数据进行处理和输出显示；本实用新型结构稳定，可操作性强，施工简便，实验精度高。

Description

一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置

技术领域

本实用新型涉及结构物水动力实验装置技术领域，具体地讲是一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置。

背景技术

传统重力式防波堤材料需求量大，地基应力大，维护修补成本高，污染水域环境；透空式防波堤虽利于港区内外水体交换，但受浮力、波浪力较大，影响透空式结构的稳定性和耐久性；布拉格潜堤是一种符合海洋生态文明建设要求的新型潜堤，有实际工程应用价值；但目前现有的测量布拉格共振现象的潜堤结构试验装置实施较繁琐，结构形式单一，消浪效果较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述已有技术的不足，从而提供一种用于测量布拉格共振现象的试验装置。

本实用新型提供的技术方案是：一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，其特征在于，由矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构、浪高测量仪固定与调节装置和浪高测量仪数据收集及处理设备三部分构成；

所述的矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构由前平台区、结构物区、后平台区组成；所述的前平台区由前平台支撑结构、地形前斜坡结构组合而成，二者连接，地形前斜坡结构位于前平台支撑结构一侧；所述的前平台支撑结构由多个前平台支撑墩和前平台上平板组成，所述的多个前平台支撑墩上设前平台上平板；所述的地形前斜坡结构由地形前斜坡体和地形前斜坡贴面组合而成，所述的地形前斜坡体上设地形前斜坡贴面，地形前斜坡体与前平台支撑墩一侧连接，地形前斜坡贴面与前平台上平板一端连接；

所述的结构物区为多个，由多个凹槽结构和支撑结构组成，所述的凹槽结构由第一立面贴板、第二立面贴板和凹槽底板组成，所述的凹槽底板两侧分别设第一立面贴板、第二立面贴板；所述的支撑结构由多个支撑墩和水平连接板组成，所述的多个支撑墩上设水平连接板；

所述的后平台区由后平台上平板和后平台支撑墩组成，所述的多个后平台支撑墩上设后平台上平板；

所述的浪高测量仪固定与调节装置由调平螺丝、支架、主体安置构件、固定连接部件、配重块、固定螺丝、连接钢片、浪高测量仪组成；所述的支架上设调平螺丝，调平螺丝调节支架的水平度，进而调整浪高测量仪的垂直度；所述的支架横跨架立于水槽两壁顶端，支架是由纵向杆件、横向杆件固接而成的架立结构；所述的主体安置构件由C型槽钢挂钩、蝶型螺丝、圆型金属垫片和套杆连接而成，所述的C型槽钢挂钩挂在纵向杆件之中,并由蝶型螺丝固定，所述的圆型金属垫片位于蝶型螺丝末端，所述的套杆上端与C型槽钢挂钩焊接为一体结构；所述的固定连接部件由套筒、套环、橡胶保护垫片和调节螺丝连接而成，所述的套筒通过调节螺丝套在套杆上，所述的套环内设浪高测量仪，由调节螺丝将浪高测量仪固定在套环上，所述的橡胶保护垫片位于调节螺丝内侧，所述的固定连接部件调节浪高测量仪与套杆的相对位置，进而调节浪高测量仪的高度；所述的配重块通过固定螺丝安装在连接钢片上，固定支架的位置；所述的连接钢片焊接在横向杆件中间；所述的浪高测量仪通过调节螺丝套于套环之中，中间隔有橡胶保护垫片，所述的浪高测量仪通过固定连接部件与套杆连接；

所述的浪高测量仪数据收集及处理设备放置在水槽外仪器操作台上，通过数据线与浪高测量仪进行连接，对浪高测量仪采集的数据进行处理和输出显示。

进一步地，所述的支架由5根纵向杆件、2根横向杆件固接构成框架结构，所述的纵向杆件两端预留安装调平螺丝的螺纹孔。

进一步地，所述的调平螺丝安装在纵向杆件两端预留螺纹孔内，旋转调平螺丝，调平螺丝从螺纹口伸出，通过调平螺丝伸出长度来调整支架的水平度,进而调整浪高测量仪的垂直度。

本实用新型的有益效果，1、根据实验室试验水槽的特定环境，利用水槽两壁顶端为依托支撑浪高测量仪固定与调节装置，节省材料，不占用实验室其他资源；2、浪高测量仪固定与调节装置能够控制浪高测量仪的水平和垂直方向的移动，可测量位置灵活多变；3、整个试验装置的每部分均拆卸方便，安装简单，适合在实验室水槽内使用；4、便于施工、可操作性强，与传统防波堤相比，节省材料、轻便易施工、整体性强、各部分独立又有机结合，可根据不同实验水槽开展不同比尺、不同个数、不同形状的布拉格潜堤引起波浪共振反射的测量试验；5、小而多个分散布置的凹槽布拉格潜堤适用于海床条件较差地区，能将部分波能返回外海，消浪效果较好，且对海洋生态环境影响小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型的前平台区结构示意图；

图3是本实用新型的结构物区结构示意图；

图4是本实用新型的后平台区结构示意图；

图5是本实用新型的浪高测量仪固定与调节装置结构示意图；

图6是本实用新型的固定连接部件结构示意图；

图7是本实用新型的主体安置构件和固定连接部件结构示意图。

图中：1矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构，11前平台区，111前平台支撑结构，112地形前斜坡结构，113前平台上平板，114前平台支撑墩，115地形前斜坡体，116地形前斜坡贴面，12结构物区，121第一凹槽，122支撑结构，123第二凹槽，124第一立面贴板，125第二立面贴板，126凹槽底板，127支撑墩，128水平连接板，13后平台区，131后平台上平板，132后平台支撑墩，2浪高测量仪固定与调节装置，21调平螺丝，22支架，221纵向杆件，222横向杆件，23主体安置构件，231 C型槽钢挂钩，232蝶型螺丝，233圆型金属垫片，234套杆，24固定连接部件，241套筒，242套环，243橡胶保护垫片，244调节螺丝，25配重块，26固定螺丝，27连接钢片，28浪高测量仪，3波浪测量仪数据收集及处理设备。

具体实施方式

为方便进一步了解本实用新型的内容和特点以及功能，配合附图详细说明如下：

如图1、2、3、4、5、6、7所示，以矩形凹槽为例，亦适用于梯形凹槽、三角形凹槽、弓形凹槽等其他布拉格潜堤类型；

凹槽布拉格潜堤具有诸多优点：第一，沟槽两侧的水体和鱼类等生物均可以不受阻碍地自由交换，而且堤上容易长出苔藓，可吸引浮游生物的聚集，有利于改善海域环境和保持海洋生态系统；第二，此类潜堤浸没于水底，不会产生视觉冲击、破坏近海景观环境；第三，凹槽地形低于平均低潮位，小型船舶航行不受影响；第四，小而分散的系列凹槽潜堤不会使松软的近海海底产生沉降；第五，布拉格潜堤能产生波能聚焦效应、提高波能发电效率。

具体实施方式如下：

一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，由矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构1、浪高测量仪固定与调节装置2和浪高测量仪数据收集及处理设备3三部分构成；所用材料均可用于水下作业，且安装拆卸方便、结构耐久性好、质量较轻；

矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构1由前平台区11、结构物区12、后平台区13组成；前平台区11由前平台支撑结构111、地形前斜坡结构112组合而成，二者连接，地形前斜坡结构112位于前平台支撑结构111一侧；前平台支撑结构111由多个前平台支撑墩114和前平台上平板113组成，多个前平台支撑墩114上安装前平台上平板113，形成一个光滑平面；地形前斜坡结构112由地形前斜坡体115和地形前斜坡贴面116组合而成，地形前斜坡体115上安装地形前斜坡贴面116，地形前斜坡体115与前平台支撑墩114一侧连接，地形前斜坡贴面116与前平台上平板113一端连接；

结构物区12为多个，由多个凹槽结构121和支撑结构122组成，凹槽结构121由第一立面贴板124、第二立面贴板125和凹槽底板126组成，凹槽底板126两侧分别安装第一立面贴板124、第二立面贴板125；支撑结构122由多个支撑墩127和水平连接板128组成，多个支撑墩127上安装水平连接板128；

后平台区13由后平台上平板131和后平台支撑墩132组成，在多个后平台支撑墩132上安装后平台上平板131；

浪高测量仪固定与调节装置2由调平螺丝21、支架22、主体安置构件23、固定连接部件24、配重块25、固定螺丝26、连接钢片27、浪高测量仪28组成；将支架22横跨架立于水槽两壁顶端，支架22由5根纵向杆件221、2根横向杆件222固接构成的框架结构，纵向杆件221两端预留安装调平螺丝21的螺纹孔；调平螺丝21安装在纵向杆件221两端预留螺纹孔内，旋转调平螺丝21，调平螺丝21从螺纹口伸出，通过调平螺丝21伸出长度来调整支架22的水平度，进而调整浪高测量仪28的垂直度；

主体安置构件23由C型槽钢挂钩231、蝶型螺丝232、圆型金属垫片233和套杆234连接而成，C型槽钢挂钩231挂在纵向杆件221之中,并由蝶型螺丝232固定，圆型金属垫片233位于蝶型螺丝232末端，起保护和稳固作用，套杆234上端与C型槽钢挂钩231焊接为一体结构；

固定连接部件24由套筒241、套环242、橡胶保护垫片243和调节螺丝244连接而成，套筒241通过调节螺丝244套在套杆234上，套环242内安装浪高测量仪28，由调节螺丝244将浪高测量仪28固定在套环242上，橡胶保护垫片243位于调节螺丝244内侧，起保护作用，固定连接部件24调节浪高测量仪28与套杆234的相对位置，进而调节浪高测量仪28的高度；配重块25通过固定螺丝26安装在连接钢片27上，以此来固定支架22的位置；连接钢片27焊接在横向杆件222中间；浪高测量仪28通过调节螺丝244套于套环242之中，中间隔有橡胶保护垫片243，浪高测量仪28通过固定连接部件24与套杆234连接；

浪高测量仪数据收集及处理设备3放置在水槽外控制操作台上，通过数据线与浪高测量仪28进行连接，用来对浪高测量仪28采取的数据进行处理和输出显示。

本实用新型一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，使用时将布拉格潜堤及附属结构按照设计安装于试验水槽内，浪高测量仪按照试验要求放置于特定位置并调整水平和垂直位置，以确保试验精度；布拉格潜堤由系列凹槽组合而成，当两相邻凹槽间距等于入射波半波长时会激发布拉格共振，产生布拉格共振反射，将部分波浪返回外海；浪高测量仪固定与调节装置用于浪高测量仪的精确固定及其水平位置与竖直高度的调节；浪高测量仪数据收集及处理设备用于对浪高测量仪收集的数据进行处理和输出显示。

尽管上面结合附图对本实用新型专利的实施方式进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述具体的实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员均可以在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出更多的形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，其特征在于，由矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构（1）、浪高测量仪固定与调节装置（2）和浪高测量仪数据收集及处理设备（3）三部分构成；

所述的矩形凹槽布拉格潜堤及附属结构（1）由前平台区（11）、结构物区（12）、后平台区（13）组成；所述的前平台区（11）由前平台支撑结构（111）、地形前斜坡结构（112）组合而成，二者连接，地形前斜坡结构（112）位于前平台支撑结构（111）一侧；所述的前平台支撑结构（111）由多个前平台支撑墩（114）和前平台上平板（113）组成，所述的多个前平台支撑墩（114）上设前平台上平板（113）；所述的地形前斜坡结构（112）由地形前斜坡体（115）和地形前斜坡贴面（116）组合而成，所述的地形前斜坡体（115）上设地形前斜坡贴面（116），地形前斜坡体（115）与前平台支撑墩（114）一侧连接，地形前斜坡贴面（116）与前平台上平板（113）一端连接；

所述的结构物区（12）为多个，由多个凹槽结构（121）和支撑结构（122）组成，所述的凹槽结构（121）由第一立面贴板（124）、第二立面贴板（125）和凹槽底板（126）组成，所述的凹槽底板（126）两侧分别设第一立面贴板（124）、第二立面贴板（125）；所述的支撑结构（122）由多个支撑墩（127）和水平连接板（128）组成，所述的多个支撑墩（127）上设水平连接板（128）；

所述的后平台区（13）由后平台上平板（131）和后平台支撑墩（132）组成，所述的多个后平台支撑墩（132）上设后平台上平板（131）；

所述的浪高测量仪固定与调节装置（2）由调平螺丝（21）、支架（22）、主体安置构件（23）、固定连接部件（24）、配重块（25）、固定螺丝（26）、连接钢片（27）、浪高测量仪（28）组成；所述的支架（22）上设调平螺丝（21），调平螺丝（21）调节支架（22）的水平度，进而调整浪高测量仪（28）的垂直度；所述的支架（22）横跨架立于水槽两壁顶端，支架（22）是由纵向杆件（221）、横向杆件（222）固接而成的架立结构；所述的主体安置构件（23）由C型槽钢挂钩（231）、蝶型螺丝（232）、圆型金属垫片（233）和套杆（234）连接而成，所述的C型槽钢挂钩（231）挂在纵向杆件（221）之中,并由蝶型螺丝（232）固定，所述的圆型金属垫片（233）位于蝶型螺丝（232）末端，所述的套杆（234）上端与C型槽钢挂钩（231）焊接为一体结构；所述的固定连接部件（24）由套筒（241）、套环（242）、橡胶保护垫片（243）和调节螺丝（244）连接而成，所述的套筒（241）通过调节螺丝（244）套在套杆（234）上，所述的套环（242）内设浪高测量仪（28），由调节螺丝（244）将浪高测量仪（28）固定在套环（242）上，所述的橡胶保护垫片（243）位于调节螺丝（244）内侧，所述的固定连接部件（24）调节浪高测量仪（28）与套杆（234）的相对位置，进而调节浪高测量仪（28）的高度；所述的配重块（25）通过固定螺丝（26）安装在连接钢片（27）上，固定支架（22）的位置；所述的连接钢片（27）焊接在横向杆件（222）中间；所述的浪高测量仪（28）通过调节螺丝（244）套于套环（242）之中，中间隔有橡胶保护垫片（243），所述的浪高测量仪（28）通过固定连接部件（24）与套杆（234）连接；

所述的浪高测量仪数据收集及处理设备（3）放置在水槽外仪器操作台上，通过数据线与浪高测量仪（28）进行连接，对浪高测量仪（28）采集的数据进行处理和输出显示。

2.根据权利要求1所述的一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，其特征在于，所述的支架（22）由5根纵向杆件（221）、2根横向杆件（222）固接构成框架结构，所述的纵向杆件（221）两端预留安装调平螺丝（21）的螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的一种用于测量物理水槽内布拉格共振现象的试验装置，其特征在于，所述的调平螺丝（21）安装在纵向杆件（221）两端预留螺纹孔内，旋转调平螺丝（21），调平螺丝（21）从螺纹口伸出，通过调平螺丝（21）伸出长度来调整支架（22）的水平度,进而调整浪高测量仪（28）的垂直度。