TWI653430B - 沖刷感測系統及其應用 - Google Patents

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沈聖欽
陳佑杰
周世傑
黃吉宏
劉小勤
王永康
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一種感測一定點之一沖刷受力方位之系統，包含一開關單元，包括複數個開關，以及一方位偵測電路，包括複數個被動元件，電連接於該複數個開關，並藉由各該開關之開或關，以形成代表該沖刷受力方位之複數個方位狀態，其中該複數個開關之數目為n，以及該複數個方位狀態之數目為2n。

Description

沖刷感測系統及其應用
本發明係關於一種沖刷感測系統及其應用；特別關於一種感測一定點之一沖刷受力方位之系統，該系統藉由複數個開關之開或關，以形成代表該沖刷受力方位之複數個方位狀態。
習知已發表之沖刷感測器技術，有些是感測裝置技術製作複雜，或是施工複雜，或是維護不易等等，具有諸多缺點。因此，尋求成本經濟與信號處理容易的沖刷感測系統，是目前從事河床/海床沖刷研究開發者所一直努力之目標。
本發明之主要目的在於提供一種複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統，其為完全數位式處理，可即時監測河床或海床沖刷深度與動態資訊，是一種全新數位式沖刷感測裝置，其感測裝置技術之製作容易，抗雜訊高，可克服傳統沖刷感測系統之技術製作複雜，或是施工複雜，或是維護不易等等諸多缺點。
本案之又一主要目的在於提供一種沖刷感 測系統，包含複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括一頻率切換單元，包括具有複數個開關之一開關單元，各該開關分別沿一空間中之複數軸上設置，以及一自激式諧振電路，用於輸出一諧振頻率，其中該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，且因各該空間狀態之不同而產生不同的諧振頻率，以及一訊號處理轉換傳輸單元，接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生複數個狀態事件碼，一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元，接收各該狀態事件碼並分別與一即時時間單元(Time Slot)整合成複數個感測資料後輸出，以及一遠端中控中心，接收該複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
本案之另一主要目的在於提供一種沖刷感測系統，包含複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括一頻率切換單元，包括一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置，以及一自激式諧振電路，包括複數個電容，分別並聯電連接於對應之各該第二端與一接地間，以及一第一電阻，具有一第一端與各該開關之該第一端電連接，其中該自激式諧振電路以一RC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一 斷開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
本案之下一主要目的在於提供一種沖刷感測系統，包含複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括一頻率切換單元，包括一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置，以及一自激式諧振電路，包括各具有一第一端與一第二端之一第一電容與一第二電容，其中該第一電容之該第一端電連接於各該開關之該第一端，該第一電容之該第二端電連接於該第二電容之該第一端，以及複數個電感，分別並聯電連接於對應之各該開關之該第二端與該第二電容之該第二端間，其中該自激式諧振電路以一LC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
本案之再一主要目的在於提供一種感測一定點之一沖刷受力方位之系統，包含一開關單元，包括複數 個開關，以及一方位偵測電路，包括複數個被動元件，電連接於該複數個開關，並藉由各該開關之開或關，以形成代表該沖刷受力方位之複數個方位狀態，其中該開關之數目為n，以及該複數個方位狀態之數目為2n。
本案之又一主要目的在於提供一種用於如前所述之沖刷感測系統的控制方法，包含提供該沖刷事件；因應該沖刷事件，閉合或斷開各該沖刷感測模組的各該開關，以形成各該沖刷感測模組之該空間狀態，俾產生複數個諧振頻率；以各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應該空間狀態而產生該複數個狀態事件碼；以該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼，並分別與該即時時間單元整合成該複數個感測資料；以及以該遠端中控中心根據該複數個感測資料判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
為了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
1,2,3‧‧‧沖刷感測系統
11,21‧‧‧第一至第m沖刷感測模組
111,211‧‧‧頻率切換單元
1111‧‧‧開關單元
1112,2111‧‧‧自激式諧振電路
112‧‧‧訊號處理轉換傳輸單元
12‧‧‧分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元
13‧‧‧遠端中控中心
31‧‧‧沖刷感測模組#1至#10
第一圖：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意圖。
第二圖：其係顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的各該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組的電路示意圖。
第三圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意圖。
第四圖：其係顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的各該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組的電路示意圖。
第五圖：其係顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意圖。
第六圖：其係顯示一依據本發明構想之第一至第三較佳實施例且該複數軸為x、y與z空間3軸時其頻率轉狀態事件碼之流程圖。
本發明提供之複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統包括複數個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組、分時多重進接(time division multiple access,TDMA)訊號傳輸單元與遠端中控中心。各該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組內含包括開關單元與自激式諧振電路之頻率切換單元與訊號處理轉換傳輸單元。自激式諧振電 路與具有複數軸之開關單元相連接，沿著各該軸之一延展方向上設置有一開關，此開關因一沖刷事件之影響受到移動、傾斜或震動等空間變化，自行產生閉合或斷開，使得自激式諧振電路因空間狀態不同而輸出不同頻率。該訊號處理轉換傳輸單元內有一微控器用於計頻及計數因該沖刷事件之影響所產生的不同頻率，進而產生具有不同狀態事件碼之感測訊息，並透過該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元，將複數個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組所感應到沖刷河床或海床的結構改變傳遞至遠端中控中心。該沖刷感測系統是一結構簡單、數位式、低成本、且壽命長的多維度沖刷感測系統裝置，其係完全埋設於河床或海床中，可以進行水文模式或沖刷模式動態分析。
第一圖是顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意圖。在第一圖中，該沖刷感測系統1包含複數個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組(第一至第m複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組)11、分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12與遠端中控中心13。各該沖刷感測模組11包括一頻率切換單元111與一訊號處理轉換傳輸單元112。各該頻率切換單元111包括一開關單元1111與一自激式諧振電路1112。
如第一圖所示，本發明提供之該沖刷感測系 統1之各該自激式諧振電路1112包括複數個被動元件(例如：電容與電阻，或電感、電容與電阻等)。各該自激式諧振電路1112可依電感與電容條件產生諧振頻率，或可依電阻與電容條件產生諧振頻率。各該開關單元1111具有複數個開關分別沿各該複數軸方向設置。每一軸方向設置有一開關，並與自激式諧振電路1112所包括之被動元件，例如：電感，或電容，或電阻相連接。各該開關會因沖刷事件之影響，而受到移動、震動與傾斜等隨機任意空間變化，自行產生閉合或斷開。此複數開關又並列設置於自激式諧振電路1112中與電路的被動性電子元件串聯或並聯，當此裝置因沖刷事件影響，而於空間中發生位移或震動或傾斜等造成複數軸上各自開關閉合或斷開，使得自激式諧振電路1112因空間狀態不同而輸出不同頻率。若總計有n個軸向開關，則有不同頻率f1,f2,…,f(2n-1)與1無頻率組合可能輸出。訊號處理轉換傳輸單元112內有一第一微控器1121(參見第二圖)運用於計頻及計數，針對不同頻率，第一微控器1121內設定不同相對計數值。因受沖刷事件影響之隨機任意n軸向空間變化，會產生f1、f2、…與f(2n-1)個不同可能輸出頻率與1種無頻率狀況之組合。第一微控器1121針對此輸入頻率計數比較後，若比最低設定計數值小，則輸出一第一狀態事件碼。若比最低設定計數值大，則進入另一次高設定計數值比較。若比次高設定計 數值小，則輸出另一不同狀態事件碼。反之，則往下一次高設定計數值繼續比較。依序運作，進而映射至相對應具有不同狀態事件碼之感測訊息，最多具有2之n次方不同狀態事件碼。第一微控器1121亦可用於設定取樣次數。每次狀態事件碼都會存入該第一微控器1121內先進先出記憶體區。該第一微控器1121之該計頻及計數具有程式處理優先權，故其計頻及計數時間需固定，且此第一微控器1121之速率傳輸週期時間需大於計頻及計數時間，以避免資料傳輸錯亂。複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統1中有分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12，此單元內有一第二微控器(未顯示)，此第二微控器之傳輸速率需大於訊號處理轉換傳輸單元112之傳輸速率。該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12之該第二微控器(其類同於該第一微控器1121)，依序下指令給各別複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組內訊號處理轉換傳輸單元112之該第一微控器1121，並接收訊號處理轉換傳輸單元112之該第一微控器1121內先進先出記憶體區之狀態事件碼之批次資料，且與即時時間單元整合後，形成一感測資料，並傳至遠端中控中心。該沖刷感測系統1中之該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12，接收各該感測模組11輸出的該感測訊號。每秒有100次以上(例如，125次)狀態事件碼之資料，並使該遠端中控中心13藉由該感測訊號以判斷河 床或海床沖刷結構改變的情況。
第二圖是顯示一依據本發明構想之第一較佳實施例的各該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組的電路示意圖。如第二圖所示，該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統1之複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組11內，包括該頻率切換單元111與該訊號處理轉換傳輸單元112。該頻率切換單元111包括該具有空間3軸開關(x軸開關、y軸開關與z軸開關)之開關單元1111以及該自激式諧振電路1112。該自激式諧振電路1112包括一第一至一第三電容(C1、C2與C3)、一第一至一第三電阻(R1、R2與R3)、一放大器A1、一緩衝器A2與一包括一第四電阻R4與一第五電阻R5之分壓電阻電路。該自激式諧振電路1112可為RC諧振方式，其諧振頻率近似於1/(RC(21n3))，其中R為該第一電阻R1之電阻值，C為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電容C1至該第三電容C3之並聯組合狀態之一等效電容，再經由A2緩衝器與分壓電阻電路送至該第一微控器1121之計頻計時端(Timer0)。
第三圖是顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意圖。在三圖中該沖刷感測系統2和如第一圖所示之沖刷感測系統1的不同處在於，如第二圖所示之該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統2之複數軸諧振式頻率變換之沖 刷感測模組21內，包括該頻率切換單元211與一訊號處理轉換傳輸單元112，而各該頻率切換單元211包括一開關單元1111與一自激式諧振電路2111(詳如第四圖)。
第四圖是顯示一依據本發明構想之第二較佳實施例的各該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組的電路示意圖。如第四圖所示，該複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統2之複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組21內，包括該頻率切換單元211與該訊號處理轉換傳輸單元112。該頻率切換單元211包括該開關單元1111以及該自激式諧振電路2111。該自激式諧振電路2111包括一第一至一第三電感(L1、L2與L3)、一第一與一第二電容(C1與C2)和一第一與一第二電阻(R11與R12)、一放大器A1、一緩衝器A2與一包括一第三電阻R13與一第四電阻R14之分壓電阻電路。該自激式諧振電路2111可為LC諧振方式，其諧振頻率近似於1/(2π(LCeq)(1/2))，其中Ceq為該第一電容與該第二電容之一等效電容值，L為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電感至該第三電感之並聯組合狀態之一等效電感，再經由A2緩衝器與分壓電阻電路送至該第一微控器1121之計頻計時端(Timer0)。
第五圖是顯示一依據本發明構想之第三較佳實施例的複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統的示意 圖。在第五圖中，該沖刷感測系統3，是以x軸、y軸與z軸等空間3軸來實施一種複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統，其包含一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12與10個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組31(x,y,z軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組#1至x,y,z軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組#10)，各該沖刷感測模組31內每軸(x軸、y軸與z軸)各設置一個開關。當然，該沖刷感測系統3亦包括如前所述本發明的第一與第二較佳實施例中之一遠端中控中心13，且該10個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組31，可為本發明的第二圖或第四圖中所示之沖刷感測模組11或沖刷感測模組21。在第五圖中，所示之RS485或RS232為一習知之序列介面，而圖中所示之115200,N,8,1與115200,N,8,1各為一與鮑率(Baud)有關之通訊碼標準介面格式。
如第五圖所示，當此沖刷感測系統3因一沖刷事件之影響，於空間中發生位移或震動或傾斜等造成每個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組31內(x,y,z)空間3軸上各該開關閉合或斷開，使得每個諧振式頻率變換之沖刷感測模組31內之自激式諧振電路(1112或2111)，因空間狀態不同切換組合，會有不同頻率變換輸出(23=8種)，其中有7個不同頻率與1個零頻率輸出狀態。依此8種不同頻率輸出狀態付予8種狀態事件碼，如表1所示，其中 f7>f6>f5>f4>f3>f2>f1。
如前所述，各該沖刷感測模組31內所包含之各該訊號處理轉換傳輸單元112內具有一第一微控器1121用於計頻及計數，針對不同頻率，該第一微控器1121內設定不同相對計數值。因沖刷事件影響之隨機任意n軸向空間變化所產生f1、f2、…與f(2n-1)個不同頻率與1種無頻率狀況之組合，且當f7>f6>f5>f4>f3>f2>f1，該微控器1121 將針對此輸入頻率計數比較後，產生一對應之狀態事件碼。若無頻率輸入狀況，則給予狀態事件碼8。若比設定之最低計數值f1小，則輸出一狀態事件碼1；若比設定之最低計數值f1大，則進入次高之設定計數值f2比較；若比次高之設定計數值f2小，則輸出另一不同狀態事件碼2；反之，則往下一次高設定計數值繼續比較。類此依序運作，進而映射相對應不同事件狀態之感測訊息，最多2之n次方不同狀態事件碼。
第六圖是顯示一依據本發明構想之第一至第三較佳實施例且該複數軸為x、y與z空間3軸時其頻率轉狀態事件碼之流程圖。第六圖是當該複數軸為x,y與z空間3軸時，依據該第一至該第三較佳實施例說明其頻率轉狀態事件之演算流程。
如第六圖所示，N為每秒預計取樣次數，剛起始設定為0。當各該訊號處理轉換傳輸單元112內所具有之該第一微控器計數端(timer0)輸入頻率F，首先比對是否有頻率。若是沒頻率狀況，則產生一狀態事件碼8，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。若是輸入頻率F有頻率值，則先以f1比較，若F不大於等於f1，則產生一狀態事件碼1，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。反之，輸入頻率F大於等於f1，則將輸入頻率F與f2進行比較，若輸入頻率F不大於 等於f2，則產生一狀態事件碼2，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。反之，輸入頻率F大於等於f2，則將輸入頻率F與f3進行比較，若輸入頻率F不大於等於f3，則產生一狀態事件碼3，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。若F大於等於f3，則將輸入頻率F與f4進行比較，若F不大於等於f4，則產生一狀態事件碼4，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。設若輸入頻率F大於等於f4，則將輸入頻率F與f5進行比較，若輸入頻率F不大於等於f5，則產生一狀態事件碼5，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。若F大於等於f5，則將輸入頻率F與f6進行比較，若輸入頻率F不大於等於f6，則產生一狀態事件碼6，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。而當輸入頻率F大於等於f6，則產生一狀態事件碼7，送至先進先出記憶體陣列區儲存，且將取樣次數之N值加1。依此輪序比對運作至N取樣次數等於預設值，且該次運算結束後，再將整批先進先出記憶體陣列區所儲存狀態事件碼之值全部傾倒至下一級分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12，且傳送至遠端中控中心13。10個複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測模組31，每個沖刷感測模組31進行每秒125次狀態事件取樣資料與傳輸，每個沖刷感測模組31之訊號處理轉換傳輸單元112內之該第 一微控器1121，使用了三個計時器(Timer)來實現轉換與傳輸，分別為Timer0，Timer1與Timer3。Timer0是用來計頻及計數(見第二圖與第四圖之訊號處理轉換傳輸單元112內之Timer0)，Timer1用來產生與分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12溝通之序列介面RS485的鮑率。Timer2在每個沖刷感測模組(11/21/31)進行每秒125次狀態事件取樣後，會中斷4ms，具有最高優先權。每個沖刷感測模組(11/21/31)進行每秒125次狀態事件取樣的資料是放在各自微控器內一個125位元組的FIFO記憶體內。每當分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12端來要資料時，沖刷感測模組(11/21/31)端就會將FIFO內全部的資料一次倒給分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12，所以分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12端得到的是沖刷感測模組端(11/21/31)收到指令時的前一秒所有資料。分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12端與每個沖刷感測模組(11/21/31)端的傳輸，為有效減少傳輸線數，採用共用匯流排(Bus)的序列介面RS-485。但因為其發射器(Tx)和接收器(Rx)是在同一對絞線上，訊號可能會發生碰撞，因此加入了使用分時多重進接(TDMA)的控制方法。本發明所提出之控制方法的重點是：分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12端會切分時間單元，然後依序對每個編號之沖刷感測模組(11/21/31)端發出需求指令訊息。收到對應編號 的沖刷感測模組(11/21/31)端則會馬上回傳最近一秒內量測到的x,y,z軸之位置狀態資訊。這方法必須給每個沖刷感測模組(11/21/31)一個編號，每個沖刷感測模組(11/21/31)端才能分辨訊息是否傳給自己，以及是否應回覆該需求指令訊息。因為有10個沖刷感測模組，所以每個時間單元是100ms。因為Timer2有最優先權，若在RS485接收指令時被岔斷，可能會導致指令不全而不回應，造成資料遺失。因此之故，沖刷感測模組(11/21/31)與分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12之鮑率時間需要大於沖刷感測模組(11/21/31)之訊號處理轉換傳輸單元112內之該第一微控器1121計頻及計數與狀態轉換資料處理與傳輸時間。因第三較佳實施例中需要針對10個沖刷感測模組31之訊號處理轉換傳輸，每個3軸計頻及計數與狀態轉換資料處理與傳輸時間約125us；因此，沖刷感測模組31與分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元12之鮑率須採用低於57600位元/秒(參看第五圖)，此速率傳送一筆資料需要190us，此時間大於125us，就可以避免被Timer2中斷破壞的情況發生，避免造成資料遺失。
實施例：
1.一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括： 具有複數個開關之一開關單元，各該開關分別沿一空間中之複數軸上設置；以及一自激式諧振電路，用於輸出一諧振頻率，其中該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，且因各該空間狀態之不同而產生不同的諧振頻率；以及一訊號處理轉換傳輸單元，接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生複數個狀態事件碼；一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元，接收各該狀態事件碼並分別與一即時時間單元整合成複數個感測資料後輸出；以及一遠端中控中心，接收該複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
2.根據實施例1所述之沖刷感測系統，其中當該空間中發生一位移、一震動或一傾斜時，造成各該開關之該閉合或該斷開，該複數個空間狀態之一總數為2n，n為該複數個開關之一數量，各該自激式諧振電路更包括具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一放大器、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括各具有一第一端與一第二端之一第 一開關至一第三開關；當各該自激式諧振電路更包括複數個電容與複數個電阻時，該複數個電阻的其中之一和各該複數個電容與各該對應開關單元電連接，並以一RC諧振方式產生各該諧振頻率；而當各該自激式諧振電路更包括複數個電感、複數個電阻與複數個電容時，各該複數個電感和各該複數個電容與對應之該開關單元電連接，並以一LC諧振方式產生各該諧振頻率。
3.根據實施例1或2所述之沖刷感測系統，其中當以該RC諧振方式運作時，該複數個電容包括一第一電容至一第三電容，該複數個電阻包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻至一第三電阻，該第一開關至該第三開關之各該第一端電連接於該第一電阻之該第一端與該放大器之該反相輸入端，該第一電容至該第三電容分別並聯電連接於對應之該第一開關至該第三開關之各該第二端與一接地之間，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端、該第二電阻之該第二端與該緩衝器之該非反相輸入端，該放大器之該非反相輸入端電連接於該第二電阻之該第一端與該第三電阻之該第一端，該第三電阻之該第二端電連接於該接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率。
4.根據以上任一實施例所述之沖刷感測系統，其中當以該LC諧振方式運作時，該複數個電感包括一第一電感至一第三電感，該複數個電阻包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻與一第二電阻，該複數電容包括各具有一第一端與一第二端之一第一電容與一第二電容，該第一開關至該第三開關之各該第一端電連接於該第二電阻之該第二端與該第一電容之該第一端，該放大器之該反相輸入端電連接於該第一電阻之該第一端與該第二電阻之該第一端，該第一電感至該第三電感分別電連接於對應之該第一開關至該第三開關之各該第二端與該放大器之該輸出端間，該第二電容之該第二端電連接於該放大器之該輸出端，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端與該緩衝器之該非反相輸入端，該第一電容之該第二端電連接該第二電容之該第一端、該放大器之該非反相輸入端與一接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率。
5.根據以上任一實施例所述之沖刷感測系統，其中若各該開關單元具有n個開關，則各該頻率切換單元具有(2n-1)個不同諧振頻率f1、f2、…與f(2n-1)的可能輸出與一無頻率狀況的可能輸出，該訊號處理轉換傳輸單 元內具有一第一微控器，用於一計頻及計數，針對各該可能輸出，該第一微控器內設定不同相對計數值，該第一微控器針對各該不同諧振頻率與該無頻率狀況輸出計數比較後，若比最低設定計數值小，則輸出一第一狀態事件碼，若比最低設定計數值大，則進入一次高計數值比較，依序運作，進而映射至相對應各該不同空間狀態之各該狀態事件碼並據以產生各該感測資料，且具有2之n次方不同狀態事件碼，各該第一微控器除用於該計頻及計數外，亦可設定一取樣次數，且具有一先進先出記憶體區，每次各該狀態事件碼存入該先進先出記憶體區，各該第一微控器之該計頻及計數具有一程式處理優先權，該計頻及計數之一計頻及計數時間是固定的，且該第一微控器之一速率傳輸週期時間大於該計頻及計數時間，以避免一資料傳輸錯亂。
6.根據以上任一實施例所述之沖刷感測系統，其中該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元具有一第二微控器，該第二微控器之一第二傳輸速率大於各該訊號處理轉換傳輸單元之一第一傳輸速率，該第二微控器依序下達一指令給各該第一微控器，並接收各該訊號處理轉換單元之各該第一微控器內該先進先出記憶體區之各該狀態事件碼，且與對應之該即時時間單元整合後，組成各該感測資料並傳送至該遠端中控中心，該分時多重進接 (TDMA)訊號傳輸單元每秒輸出100次以上感測資料，並使該遠端中控中心藉由該感測資料以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
7.一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括：一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置；以及一自激式諧振電路，包括：複數個電容，分別並聯電連接於對應之各該第二端與一接地間；以及一第一電阻，具有一第一端與各該開關之該第一端電連接，其中該自激式諧振電路以一RC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
8.根據實施例7所述之沖刷感測系統，更包括一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元與一遠端中控中 心，其中各該沖刷感測模組更包括一訊號處理轉換傳輸單元，各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生該複數個狀態事件碼，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼並分別與各該即時時間單元整合成該複數個感測資料後輸出，該遠端中控中心接收該複數個感測資料，並據以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況，各該自激式諧振電路更包括各具有一第一端與一第二端之一第二電阻及一第三電阻、具有一反相輸入端、一非反相輸入與一輸出端之一放大器、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括一第一開關至一第三開關，該複數個電容包括一第一電容至一第三電容，該第一電阻之該第一端電連接於該放大器之該反相輸入端，該第一電阻更包括與該放大器之該輸出端、該緩衝器之該非反相輸入端和該第二電阻之該第二端電連接之一第二端，該放大器之該非反相輸入端電連接於該第二電阻之該第一端與該第三電阻之該第一端，該第三電阻之該第二端電連接於該接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電 路之該輸出端輸出各該諧振頻率，各該諧振頻率近似於1/(RC(2ln3))，其中R為該第一電阻之電阻值，C為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電容至該第三電容之並聯組合狀態之一等效電容。
9.一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括：一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置；以及一自激式諧振電路，包括：各具有一第一端與一第二端之一第一電容與一第二電容，其中該第一電容之該第一端電連接於各該開關之該第一端，該第一電容之該第二端電連接於該第二電容之該第一端；以及複數個電感，分別並聯電連接於對應之各該開關之該第二端與該第二電容之該第二端間，其中該自激式諧振電路以一LC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷 一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
10.根據實施例9所述之沖刷感測系統，更包括一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元與一遠端中控中心，其中各該沖刷感測模組更包括一訊號處理轉換傳輸單元，各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生該複數個狀態事件碼，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼並分別與各該即時時間單元整合成該複數個感測資料後輸出，該遠端中控中心接收該複數個感測資料，並據以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況，各該自激式諧振電路更包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻及一第二電阻、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一放大器、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括一第一開關至一第三開關，該複數個電感包括一第一電感至一第三電感，該第二電阻之該第二端與該第一電容之該第一端電連接，該放大器之該反相輸入端電連接於該第一電阻之該第一端與該第二電阻之該第一端，該第二電容之該第二端電連接於該放大器之該輸出端，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端與該緩衝器之該非反相輸入 端，該第一電容之該第二端電連接該放大器之該非反相輸入端與一接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率，各該諧振頻率近似於1/(2π(LCeq)(1/2))，其中Ceq為該第一電容與該第二電容之一等效電容值，L為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電感至該第三電感之並聯組合狀態之一等效電感。
11.一種感測一定點之一沖刷受力方位之系統，包含：一開關單元，包括複數個開關；以及一方位偵測電路，包括複數個被動元件，電連接於該複數個開關，並藉由各該開關之開或關，以形成代表該沖刷受力方位之複數個方位狀態，其中：該複數個開關之數目為n；以及該複數個方位狀態之數目為2n。
12.根據實施例11所述之系統，更包括複數個開關單元與複數個方位偵測電路，且為如實施例7所述之沖刷感測系統，其中各該頻率切換單元之該開關單元為該感測該定點之該方位之系統之各該開關單元，各該自激式諧振電路為各該方位偵測電路，且該複數個被動元件包括 該複數個電容與該第一電阻。
13.根據實施例11所述之系統，更包括複數個開關單元與複數個方位偵測電路，且為如實施例9所述之沖刷感測系統，其中各該頻率切換單元之該開關單元為該感測該定點之該方位之系統之各該開關單元，各該自激式諧振電路為各該方位偵測電路，且該複數個被動元件包括該第一電容、該第二電容與該複數個電感。
14.一種用於如實施例1所述之沖刷感測系統的控制方法，包含：提供該沖刷事件；因應該沖刷事件，閉合或斷開各該沖刷感測模組的各該開關，以形成各該沖刷感測模組之該空間狀態，俾產生複數個諧振頻率；以各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應該空間狀態而產生該複數個狀態事件碼；以該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼，並分別與該即時時間單元整合成該複數個感測資料；以及以該遠端中控中心根據該複數個感測資料判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
15.根據實施例14所述之控制方法，其中若各該開關單元具有n個開關，則各該頻率切換單元具有(2n-1) 個不同諧振頻率f1、f2、…與f(2n-1)的可能輸出與一無頻率狀況的可能輸出，該訊號處理轉換傳輸單元內具有一第一微控器，用於計頻及計數，針對各該可能輸出，該第一微控器內設定不同相對計數值，該第一微控器針對各該不同諧振頻率與該無頻率狀況的可能輸出計數比較後，若比最低設定計數值小，則輸出一第一狀態事件碼，若比最低設定計數值大，則進入一次高計數值比較，依序運作，進而映射至相對應各該不同空間狀態之各該狀態事件碼並據以產生各該感測資料，且具有2之n次方不同狀態事件碼，各該第一微控器除用於該計頻及計數外，亦可設定一取樣次數，且具有一先進先出記憶體區，每次各該狀態事件碼存入該先進先出記憶體區，各該第一微控器之該計頻及計數具有一程式處理優先權，該計頻及計數之一計頻及計數時間是固定的，且該第一微控器之一速率傳輸週期時間大於該計頻及計數時間，以避免一資料傳輸錯亂。
16.根據實施例14或15所述之控制方法，其中該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元具有一第二微控器，該第二微控器之一第二傳輸速率大於各該訊號處理轉換傳輸單元之一第一傳輸速率，該第二微控器依序下達一指令給各該第一微控器，並接收各該訊號處理轉換單元之各該第一微控器內該先進先出記憶體區之各該狀態事件碼，且與對應之該即時時間單元整合後，組成各該感測資 料並傳送至該遠端中控中心，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元每秒輸出100次以上感測資料，並使該遠端中控中心藉由該感測資料以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
綜上所述，本創作提供一種複數軸諧振式頻率變換之沖刷感測系統，其為完全數位式處理，可即時監測河床或海床沖刷深度與動態資訊，是一種全新數位式沖刷感測裝置，其感測裝置技術之製作容易，抗雜訊高，可克服傳統沖刷感測系統之技術製作複雜，或是施工複雜，或是維護不易等等諸多缺點，故其確實具有進步性與新穎性。
是以，縱使本案已由上述之實施例所詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。

Claims (16)

  1. 一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括：具有複數個開關之一開關單元，各該開關分別沿一空間中之複數軸上設置；以及一自激式諧振電路，用於輸出一諧振頻率，其中該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，且因各該空間狀態之不同而產生不同的諧振頻率；以及一訊號處理轉換傳輸單元，接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生複數個狀態事件碼；一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元，接收各該狀態事件碼並分別與一即時時間單元整合成複數個感測資料後輸出；以及一遠端中控中心，接收該複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之沖刷感測系統，其中當該空間中發生一位移、一震動或一傾斜時，造成各該開關之該閉合或該斷開，該複數個空間狀態之一總數為2n，n為該複數個開關之一數量，各該自激式諧振電路更包括具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一放大器、 具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括各具有一第一端與一第二端之一第一開關至一第三開關；當各該自激式諧振電路更包括複數個電容與複數個電阻時，該複數個電阻的其中之一和各該複數個電容與各該對應開關單元電連接，並以一RC諧振方式產生各該諧振頻率；而當各該自激式諧振電路更包括複數個電感、複數個電阻與複數個電容時，各該複數個電感和各該複數個電容與對應之該開關單元電連接，並以一LC諧振方式產生各該諧振頻率。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之沖刷感測系統，其中當以該RC諧振方式運作時，該複數個電容包括一第一電容至一第三電容，該複數電阻包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻至一第三電阻，該第一開關至該第三開關之各該第一端電連接於該第一電阻之該第一端與該放大器之該反相輸入端，該第一電容至該第三電容分別並聯電連接於對應之該第一開關至該第三開關之各該第二端與一接地之間，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端、該第二電阻之該第二端與該緩衝器之該非反相輸入端，該放大器之該非反相輸入端電連接於該第二電阻之該第一端與該第三電阻之該第一端，該第三電阻之該第二 端電連接於該接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之沖刷感測系統，其中當以該LC諧振方式運作時，該複數個電感包括一第一電感至一第三電感，該複數個電阻包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻與一第二電阻，該複數電容包括各具有一第一端與一第二端之一第一電容與一第二電容，該第一開關至該第三開關之各該第一端電連接於該第二電阻之該第二端與該第一電容之該第一端，該放大器之該反相輸入端電連接於該第一電阻之該第一端與該第二電阻之該第一端，該第一電感至該第三電感分別電連接於對應之該第一開關至該第三開關之各該第二端與該放大器之該輸出端間，該第二電容之該第二端電連接於該放大器之該輸出端，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端與該緩衝器之該非反相輸入端，該第一電容之該第二端電連接該第二電容之該第一端、該放大器之該非反相輸入端與一接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之沖刷感測系統，其中若各該開關單元具有n個開關，則各該頻率切換單元具有(2n-1)個不同諧振頻率f1、f2、…與f(2n-1)的可能輸出與一無頻率狀況的可能輸出，該訊號處理轉換傳輸單元內具有一第一微控器，用於一計頻及計數，針對各該可能輸出，該第一微控器內設定不同相對計數值，該第一微控器針對各該不同諧振頻率與該無頻率狀況輸出計數比較後，若比最低設定計數值小，則輸出一第一狀態事件碼，若比最低設定計數值大，則進入一次高計數值比較，依序運作，進而映射至相對應各該不同空間狀態之各該狀態事件碼並據以產生各該感測資料，且具有2之n次方不同狀態事件碼，各該第一微控器除用於該計頻及計數外，亦可設定一取樣次數，且具有一先進先出記憶體區，每次各該狀態事件碼存入該先進先出記憶體區，各該第一微控器之該計頻及計數具有一程式處理優先權，該計頻及計數之一計頻及計數時間是固定的，且該第一微控器之一速率傳輸週期時間大於該計頻及計數時間，以避免一資料傳輸錯亂。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之沖刷感測系統，其中該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元具有一第二微控器，該第二微控器之一第二傳輸速率大於各該訊號處理轉換傳輸單元之一第一傳輸速率，該第二微控器依序下達一指令給各該第一微控器，並接收各該訊號處理轉換單元之各 該第一微控器內該先進先出記憶體區之各該狀態事件碼，且與對應之該即時時間單元整合後，組成各該感測資料並傳送至該遠端中控中心，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元每秒輸出100次以上感測資料，並使該遠端中控中心藉由該感測資料以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
  7. 一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括：一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置；以及一自激式諧振電路，包括：複數個電容，分別並聯電連接於對應之各該第二端與一接地間；以及一第一電阻，具有一第一端與各該開關之該第一端電連接，其中該自激式諧振電路以一RC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結 構的一改變情況。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之沖刷感測系統，更包括一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元與一遠端中控中心，其中各該沖刷感測模組更包括一訊號處理轉換傳輸單元，各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生該複數個狀態事件碼，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼並分別與各該即時時間單元整合成該複數個感測資料後輸出，該遠端中控中心接收該複數個感測資料，並據以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況，各該自激式諧振電路更包括各具有一第一端與一第二端之一第二電阻及一第三電阻、具有一反相輸入端、一非反相輸入與一輸出端之一放大器、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括一第一開關至一第三開關，該複數個電容包括一第一電容至一第三電容，該第一電阻之該第一端電連接於該放大器之該反相輸入端，該第一電阻更包括與該放大器之該輸出端、該緩衝器之該非反相輸入端和該第二電阻之該第二端電連接之一第二端，該放大器之該非反相輸入端電連接於該第二電阻之該第一端與該第三電阻之該第一端，該第三電阻之該第 二端電連接於該接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率，各該諧振頻率近似於1/(RC(2ln3))，其中R為該第一電阻之電阻值，C為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電容至該第三電容之並聯組合狀態之一等效電容。
  9. 一種沖刷感測系統，包含：複數個沖刷感測模組，各該沖刷感測模組包括：一頻率切換單元，包括：一開關單元，包括各具有一第一端與一第二端之複數個開關，分別沿一空間中之複數軸方向上設置；以及一自激式諧振電路，包括：各具有一第一端與一第二端之一第一電容與一第二電容，其中該第一電容之該第一端電連接於各該開關之該第一端，該第一電容之該第二端電連接於該第二電容之該第一端；以及複數個電感，分別並聯電連接於對應之各該開關之該第二端與該第二電容之該第二端間，其中該自激式諧振電路以一LC諧振方式產生一諧振頻率，該沖刷感測系統因一沖刷事件，造成各該開關之一閉合或一斷 開，而形成一空間狀態，分別對應各該空間狀態與各該諧振頻率而產生複數個狀態事件碼，將各該狀態事件碼分別與一即時時間單元整合形成複數個感測資料，並據以判斷一河床或一海床之一沖刷結構的一改變情況。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之沖刷感測系統，更包括一分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元與一遠端中控中心，其中各該沖刷感測模組更包括一訊號處理轉換傳輸單元，各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應各該空間狀態，而產生該複數個狀態事件碼，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼並分別與各該即時時間單元整合成該複數個感測資料後輸出，該遠端中控中心接收該複數個感測資料，並據以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況，各該自激式諧振電路更包括各具有一第一端與一第二端之一第一電阻及一第二電阻、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一放大器、具有一反相輸入端、一非反相輸入端與一輸出端之一緩衝器與具有一第一端、一第二端與一輸出端之一分壓電阻電路，該複數軸包括具一x軸、一y軸與一z軸之空間三軸，該複數個開關包括一第一開關至一第三開關，該複數個電感包括一第一電感至一第三電感，該第二電阻之該第二端與該第一電容之該第一端電連接，該放大器之該反相輸入端電連接於該第一電阻之該第 一端與該第二電阻之該第一端，該第二電容之該第二端電連接於該放大器之該輸出端，該第一電阻之該第二端電連接於該放大器之該輸出端與該緩衝器之該非反相輸入端，該第一電容之該第二端電連接該放大器之該非反相輸入端與一接地，該緩衝器之該反相輸入端電連接於該緩衝器之該輸出端與該分壓電阻電路之該第一端，該分壓電阻電路之該第二端電連接於該接地，且該分壓電阻電路之該輸出端輸出各該諧振頻率，各該諧振頻率近似於1/(2π(LCeq)(1/2))，其中Ceq為該第一電容與該第二電容之一等效電容值，L為依據該第一開關至該第三開關之該閉合與該斷開所造成該第一電感至該第三電感之並聯組合狀態之一等效電感。
  11. 一種感測一定點之一沖刷受力方位之系統，包含：一開關單元，包括複數個開關；以及一方位偵測電路，包括複數個被動元件，電連接於該複數個開關，並藉由各該開關之開或關，以形成代表該沖刷受力方位之複數個方位狀態，其中：該複數個開關之數目為n；以及該複數個方位狀態之數目為2n。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之系統，更包括複數個開關單元與複數個方位偵測電路，且為如申請專利範圍第7項所述之沖刷感測系統，其中各該頻率切換單元之該開關 單元為該感測該定點之該方位之系統之各該開關單元，各該自激式諧振電路為各該方位偵測電路，且該複數個被動元件包括該複數個電容與該第一電阻。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之系統，更包括複數個開關單元與複數個方位偵測電路，且為如申請專利範圍第9項所述之沖刷感測系統，其中各該頻率切換單元之該開關單元為該感測該定點之該方位之系統之各該開關單元，各該自激式諧振電路為各該方位偵測電路，且該複數個被動元件包括該第一電容、該第二電容與該複數個電感。
  14. 一種用於如申請專利範圍第1項所述之沖刷感測系統的控制方法，包含：提供該沖刷事件；因應該沖刷事件，閉合或斷開各該沖刷感測模組的各該開關，以形成各該沖刷感測模組之該空間狀態，俾產生複數個諧振頻率；以各該訊號處理轉換傳輸單元接收各該諧振頻率，並分別對應該空間狀態而產生該複數個狀態事件碼；以該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元接收各該狀態事件碼，並分別與該即時時間單元整合成該複數個感測資料；以及以該遠端中控中心根據該複數個感測資料判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之控制方法，其中若各該開關單元具有n個開關，則各該頻率切換單元具有(2n-1)個不同諧振頻率f1、f2、…與f(2n-1)的可能輸出與一無頻率狀況的可能輸出，該訊號處理轉換傳輸單元內具有一第一微控器，用於計頻及計數，針對各該可能輸出，該第一微控器內設定不同相對計數值，該第一微控器針對各該不同諧振頻率與該無頻率狀況的可能輸出計數比較後，若比最低設定計數值小，則輸出一第一狀態事件碼，若比最低設定計數值大，則進入一次高計數值比較，依序運作，進而映射至相對應各該不同空間狀態之各該狀態事件碼並據以產生各該感測資料，且具有2之n次方不同狀態事件碼，各該第一微控器除用於該計頻及計數外，亦可設定一取樣次數，且具有一先進先出記憶體區，每次各該狀態事件碼存入該先進先出記憶體區，各該第一微控器之該計頻及計數具有一程式處理優先權，該計頻及計數之一計頻及計數時間是固定的，且該第一微控器之一速率傳輸週期時間大於該計頻及計數時間，以避免一資料傳輸錯亂。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之控制方法，其中該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元具有一第二微控器，該第二微控器之一第二傳輸速率大於各該訊號處理轉換傳輸單元之一第一傳輸速率，該第二微控器依序下達一指令給各該第一微控器，並接收各該訊號處理轉換單元之各該 第一微控器內該先進先出記憶體區之各該狀態事件碼，且與對應之該即時時間單元整合後，組成各該感測資料並傳送至該遠端中控中心，該分時多重進接(TDMA)訊號傳輸單元每秒輸出100次以上感測資料，並使該遠端中控中心藉由該感測資料以判斷該河床或該海床之該沖刷結構的該改變情況。
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