一種實驗室非接觸式波浪測量裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于海洋工程試驗領域，尤其是涉及一種實驗室非接觸式波浪測量裝置。
【背景技術】
[0002]波浪測量裝置是船舶和海洋工程實驗室中必要的試驗裝置，常用的波浪測量裝置為接觸式，主要包括:電阻式波高傳感器和電容式波高傳感器等。此類波高傳感器的基本原理是:將兩根電阻或電容細絲垂直地放置在水中，細絲的底部聯(lián)通，頂端分別與電源正負極連接形成回路，水位的變化會引起電路中電阻或電容的變化，通過建立水位與電阻或電容的關系，來得到測量水位值。接觸式測量的主要缺點是電阻或電容受環(huán)境影響大，測量精度不高，另外接觸式的測量對試驗會產(chǎn)生影響，且在波高較大時易損壞。而目前使用的非接觸測量裝置主要為超聲波式或電磁波式，這種非接觸測量的主要原理是基于超聲波和電磁波在水面的反射，通過分析反射波的特性得到水位信息。該方法的主要缺點是測量精度取決于發(fā)射器功率，且裝置較為復雜，價格高。為改進上述波浪測量裝置的不足，需要開發(fā)了一種測量精度高、受環(huán)境影響小的非接觸式波浪測量裝置。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]有鑒于此，本實用新型旨在提出一種實驗室非接觸式波浪測量裝置。
[0004]本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的:
[0005]—種實驗室非接觸式波浪測量裝置，包括數(shù)據(jù)處理器、圖像采集器、標尺和攝像機，所述標尺垂直設置于測量對象附近，所述攝像機的攝像范圍涵蓋全部標尺區(qū)域，所述圖像采集器將所述攝像機反饋的數(shù)據(jù)傳遞給所述數(shù)據(jù)處理器。
[0006]進一步的，所述標尺的數(shù)量為至少一個。
[0007]進一步的，所述數(shù)據(jù)處理器為計算機。
[0008]進一步的，所述攝像機為高清攝像機。
[0009]本實用新型具有的優(yōu)點和積極效果是:本裝置采用圖像識別方法非接觸測量，測量精度高、受環(huán)境影響小，避免了原有波高傳感器對試驗的影響，并克服了試驗儀器易損耗的缺點，具有較高的保證率，試驗裝置易安裝、成本低，測量范圍廣，同一裝置能夠同時記錄下若干不同位置的波浪信息。
【附圖說明】
[0010]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0011]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:
[0013]1、數(shù)據(jù)處理器2、圖像采集器3、標尺4、水槽
[0014]5、攝像機
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0016]在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
[0017]其次，本實用新型結(jié)合示意圖進行詳細描述，在詳述本實用新型實施例時，為便于說明，表示裝置件結(jié)構(gòu)的剖面圖會不依一般比例作局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應限制本實用新型保護的范圍。此外，在實際制作中應包含長度、寬度及高度的三維空間尺寸。
[0018]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0019]在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0020]本實用新型的工作原理:
[0021]在圖像中，像素點的位置坐標和該點的垂直高度存在著一一對應的關系，通過圖像識別程序分析水面與標尺的相對位置，能夠很容易地得到水面的高度信息，即該位置的水位值，進而得到波高、周期等信息。
[0022]如圖1所示，本實用新型包括數(shù)據(jù)處理器(計算機)1、圖像采集器2、標尺3、水槽4和高清攝像機5，三個所述標尺3垂直設置于水槽4的前壁且間隔相等，所述高清攝像機5的攝像范圍涵蓋全部標尺區(qū)域，所述圖像采集器2將所述高清攝像機5反饋的數(shù)據(jù)傳遞給所述數(shù)據(jù)處理器I。
[0023]本裝置采集波高的主要程序包括:儀器安裝、高度標定、圖像采集、數(shù)據(jù)處理和結(jié)果輸出。
[0024]首先，在無水條件下，將三個標尺3垂直設置于測量對象(水槽4)的前壁需要測量的位置，并將高清攝像機5固定在標尺3對面，并對標尺3的高度進行標定;在水槽4內(nèi)加水至三分之二高度，水槽內(nèi)設有造波裝置;試驗時，通過圖像采集器2實時地將帶有標尺3的圖像傳輸至計算機中，利用圖像識別的方法自動識別波高，利用圖像識別軟件，分析記錄相應水位信息，即可測量規(guī)則波、不規(guī)則波和孤立波等各種波浪的波高，尤其能夠測量得到波浪破碎后的波高。
[0025]試驗表明，測量得到的波高誤差為2mm，具有良好的精度。
[0026]本發(fā)明的優(yōu)點是:測量精度高、受環(huán)境影響小，非接觸測量避免了原有波高傳感器對試驗的影響，并克服了試驗儀器易損耗的缺點，具有較高的保證率;試驗裝置易安裝、成本低、測量范圍廣，同一裝置能夠同時記錄下若干不同位置的波浪信息。
[0027]以上對本實用新型的實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型的實施范圍。凡依本實用新型申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種實驗室非接觸式波浪測量裝置，其特征在于:包括數(shù)據(jù)處理器(I)、圖像采集器(2)、標尺(3)和攝像機(5)，所述標尺(3)垂直設置于測量對象附近，所述攝像機(5)的攝像范圍涵蓋全部標尺區(qū)域，所述圖像采集器(2)將所述攝像機(5)反饋的數(shù)據(jù)傳遞給所述數(shù)據(jù)處理器(I)。2.根據(jù)權利要求1所述的實驗室非接觸式波浪測量裝置，其特征在于:所述標尺(3)的數(shù)量為至少一個。3.根據(jù)權利要求1或2所述的實驗室非接觸式波浪測量裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理器(I)為計算機。4.根據(jù)權利要求1或2所述的實驗室非接觸式波浪測量裝置，其特征在于:所述攝像機(5)為1?清攝像機D
【專利摘要】本實用新型提供一種實驗室非接觸式波浪測量裝置，包括數(shù)據(jù)處理器、圖像采集器、標尺和攝像機，所述標尺垂直設置于測量對象附近，所述攝像機的攝像范圍涵蓋全部標尺區(qū)域，所述圖像采集器將所述攝像機反饋的數(shù)據(jù)傳遞給所述數(shù)據(jù)處理器。本實用新型的有益效果是：本裝置采用圖像識別方法非接觸測量，測量精度高、受環(huán)境影響小，避免了原有波高傳感器對試驗的影響，并克服了試驗儀器易損耗的缺點，具有較高的保證率，試驗裝置易安裝、成本低，測量范圍廣，同一裝置能夠同時記錄下若干不同位置的波浪信息。
【IPC分類】G01F23/00, G01M10/00
【公開號】CN205373999
【申請?zhí)枴緾N201521144438
【發(fā)明人】陳松貴, 陳漢寶, 張二林, 周然, 馬騰飛, 趙海亮, 趙洪波, 彭士濤, 左志剛, 楊會利, 張亞敬, 黃美玲
【申請人】交通運輸部天津水運工程科學研究所
【公開日】2016年7月6日
【申請日】2015年12月31日