專利名稱：電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種測量系統(tǒng)，特別是關(guān)于一種能夠進(jìn)行空間和時間上的高分辨率內(nèi)波實時在線測量分析的電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在實際海洋中，海水的溫度、鹽度和密度是隨空間與時間變化的，由此會產(chǎn)生影響水中航行體與海洋工程結(jié)構(gòu)安全運行的海洋內(nèi)波。分層流試驗水槽是研究海洋內(nèi)波特性的主要設(shè)備，其中內(nèi)波波形的模擬和測量是進(jìn)行實驗研究的主要技術(shù)條件。對于目前廣泛使用的密度分層流水槽內(nèi)波試驗，獲得與海洋結(jié)構(gòu)物模型載荷和運動相關(guān)同步的內(nèi)波信息是實現(xiàn)試驗的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前實驗室的內(nèi)波測量技術(shù)主要有紋影法和溫度法前者利用紋影照片經(jīng)處理后得到內(nèi)波波形數(shù)據(jù)，屬于離線測量方式；后者采用溫度傳感器陣列采集溫度數(shù)據(jù)，得到溫度場隨時間的變化特征，可以實現(xiàn)在線的同步測量。采用上述技術(shù)在一定程度上可以獲得內(nèi)波波形的信息，如各個時間節(jié)點的內(nèi)波波形、等溫線的時間歷程等等。但由于樣本有限，紋影法很難得到內(nèi)波從產(chǎn)生到消失的完整過程，并存在記錄時間短和后處理工作量大等問題，而且該方法屬于離線測量方式，不能與其他物理量同步測量；溫度法則僅限于溫度分層水槽使用，并存在分辨率較低，信號滯后等問題。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種能夠進(jìn)行空間和時間上的高分辨率內(nèi)波實時在線測量分析的電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)，其特征在于它包括一用來探測流場內(nèi)電導(dǎo)率變化的微型電導(dǎo)傳感器陣列，所述微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端依次連接一量程切換器、一放大器、一電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、 一計算機和一內(nèi)波波形實時顯示窗口 ；所述量程切換器根據(jù)所述微型電導(dǎo)傳感器陣列的電導(dǎo)率信號自動調(diào)整所述放大器的增益；所述電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器將液體的電導(dǎo)率信號轉(zhuǎn)換為密度信號，然后通過所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步將密度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入所述計算機，并通過所述計算機中內(nèi)波信號實時處理軟件分析處理獲得完整的實時內(nèi)波波形，最后輸入所述內(nèi)波波形實時顯示窗口進(jìn)行顯示。所述微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端并聯(lián)一校準(zhǔn)裝置，所述校準(zhǔn)裝置用來在試驗前后用標(biāo)準(zhǔn)密度液體對測量系統(tǒng)進(jìn)行校核。本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型由于采用了微型電導(dǎo)傳感器陣列，因此可以靈敏地探測流場內(nèi)電導(dǎo)率的變化。2、本實用新型由于采用了量程自動切換方法，可隨流場密度變化進(jìn)行量程的自動切換，因此有效地的提高了測量精度。3、本實用新型由于采用了總線傳輸，計算機儲存處理的技術(shù)方案，不僅實現(xiàn)了內(nèi)波的實時在線測量，而且記錄時間長，信號樣本的大小可任意選擇，因此保證了內(nèi)波波形的完整性。4、本實用新型在微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端并聯(lián)一校準(zhǔn)裝置，可在試驗前后用標(biāo)準(zhǔn)密度液體對系統(tǒng)進(jìn)行校核，保證了內(nèi)波測量的可靠性和穩(wěn)定性。如上所述，本實用新型具有記錄時間長、分辨率高、同步性好及可靠性高等優(yōu)點，適用于各種密度分層水槽中不同密度層內(nèi)波的實時測量分析。

圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本實用新型包括一微型電導(dǎo)傳感器陣列1，微型電導(dǎo)傳感器陣列1輸出端依次連接一量程切換器2、一放大器3、一電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器4、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器5、一計算機6和一內(nèi)波波形實時顯示窗口 7。微型電導(dǎo)傳感器陣列2可以靈敏地探測流場內(nèi)電導(dǎo)率的變化。量程切換器2根據(jù)微型電導(dǎo)傳感器陣列1的電導(dǎo)率信號自動調(diào)整放大器3的增益。電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器4可將液體的電導(dǎo)率信號轉(zhuǎn)換為密度信號，然后通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器5進(jìn)一步將密度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入計算機6，并通過計算機6中內(nèi)波信號實時處理軟件分析處理獲得完整的實時內(nèi)波波形，最后輸入內(nèi)波波形實時顯示窗口 7進(jìn)行顯示。上述實施例中，微型電導(dǎo)傳感器陣列1輸出端還可以并聯(lián)一校準(zhǔn)裝置8，可在試驗前后用標(biāo)準(zhǔn)密度液體對測量系統(tǒng)進(jìn)行校核，有效地提高了試驗的可靠性。本實用新型的工作原理是在進(jìn)行密度分層流水槽內(nèi)波試驗時，首先采用校準(zhǔn)裝置8用標(biāo)準(zhǔn)密度液體對測量系統(tǒng)進(jìn)行校核，以檢驗系統(tǒng)的可靠性；然后將微型電導(dǎo)傳感器陣列1放置于密度分層流水槽中，當(dāng)密度分層流水槽中產(chǎn)生內(nèi)波時，流場內(nèi)部的密度會發(fā)生變化，同時流場內(nèi)部微型電導(dǎo)傳感器陣列1各個位置的電導(dǎo)率也隨之變化；測量系統(tǒng)實時采集分析電導(dǎo)率的信號特征，從而得到內(nèi)波的詳細(xì)信息；最后再用校準(zhǔn)裝置8對測量系統(tǒng)進(jìn)行校核，檢驗測量系統(tǒng)的穩(wěn)定性。本實用新型僅以上述實施例進(jìn)行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設(shè)置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進(jìn)行的改進(jìn)和等同變換，均不應(yīng)排除在本實用新型的保護(hù)范圍之外。
權(quán)利要求1.一種電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)，其特征在于它包括一用來探測流場內(nèi)電導(dǎo)率變化的微型電導(dǎo)傳感器陣列，所述微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端依次連接一量程切換器、一放大器、一電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、一計算機和一內(nèi)波波形實時顯示窗口 ；所述量程切換器根據(jù)所述微型電導(dǎo)傳感器陣列的電導(dǎo)率信號自動調(diào)整所述放大器的增益；所述電導(dǎo)率 /密度轉(zhuǎn)換器將液體的電導(dǎo)率信號轉(zhuǎn)換為密度信號，然后通過所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步將密度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入所述計算機，并通過所述計算機中內(nèi)波信號實時處理軟件分析處理獲得完整的實時內(nèi)波波形，最后輸入所述內(nèi)波波形實時顯示窗口進(jìn)行顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)，其特征在于所述微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端并聯(lián)一校準(zhǔn)裝置，所述校準(zhǔn)裝置用來在試驗前后用標(biāo)準(zhǔn)密度液體對測量系統(tǒng)進(jìn)行校核。
專利摘要本實用新型涉及一種電導(dǎo)型內(nèi)波測量系統(tǒng)，其特征在于它包括一用來探測流場內(nèi)電導(dǎo)率變化的微型電導(dǎo)傳感器陣列，微型電導(dǎo)傳感器陣列輸出端依次連接一量程切換器、一放大器、一電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器、一模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、一計算機和一內(nèi)波波形實時顯示窗口；量程切換器根據(jù)微型電導(dǎo)傳感器陣列的電導(dǎo)率信號自動調(diào)整放大器的增益；電導(dǎo)率/密度轉(zhuǎn)換器將液體的電導(dǎo)率信號轉(zhuǎn)換為密度信號，然后通過模/數(shù)轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步將密度信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號輸入計算機，并通過計算機中內(nèi)波信號實時處理軟件分析處理獲得完整的實時內(nèi)波波形，最后輸入內(nèi)波波形實時顯示窗口進(jìn)行顯示。本實用新型具有記錄時間長、分辨率高、同步性好及可靠性高等優(yōu)點，適用于各種密度分層水槽中不同密度層內(nèi)波的實時測量分析。
文檔編號G01R27/02GK202033035SQ201120073299
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月18日
發(fā)明者尤云祥, 屈衍, 胡天群, 范模 申請人:上海交通大學(xué), 中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心