一种实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置的制作方法

1.本实用新型涉及实验设备领域，尤其是涉及一种实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置。


背景技术：

2.在水动力物理模型试验过程中，经常会使用测量波浪高度、波浪冲击力的一系列测量仪器，这些仪器可能会受不同地区温度、湿度的影响，也可能会受到干扰、设备老化及海水带来腐蚀带来的影响，而导致测量不准确。一般仪器购买后，都需要定期返厂或找检测机构进行率定，过程麻烦，检测成本高，这就需要设计一种装置能够对测量进行校准，可以在实验室中进行定期的点检，以符合试验使用要求。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置，以解决上述问题。
4.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
5.一种实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置，包括试验池、水面夹具、水底夹具和激光测距仪；
6.试验池的边沿设有可拆卸的固定件，固定件伸入试验池内并向下延伸至试验池的底部，固定件的上部和下部分别设有可拆卸的用于夹持测试仪器的水面夹具和水底夹具；水面夹具包括夹具本体和第一调节螺栓，夹具本体为u型夹结构，u型夹结构的开口端螺接有第一调节螺栓；水底夹具包括用第二调节螺栓连接的第一夹板和第二夹板，第一夹板和第二夹板上对应设有用于夹持仪器的弧面；试验池的边沿还设有用于测量水面高度的激光测距仪，试验池的下部设有出水管，试验池的上部设有进水管，进水管上还连接有水泵。
7.进一步，夹具本体上下滑动设置在固定件上，夹具本体的中央为u型的固定孔；夹具本体上还设有起固定作用的滑动限位。
8.进一步，固定件上设有竖直设置的滑杆，夹具本体上设有连接耳，连接耳上设有滑孔，滑孔滑动套设在滑杆上；滑动限位包括弹簧和按钮，连接耳的内部设有容纳腔，弹簧设置在容纳腔内，按钮的一端插设在容纳腔内并与弹簧连接，另一端伸出连接耳的外部，连接耳上设有供滑杆穿过的椭圆孔。
9.进一步，椭圆孔的侧壁上设有防滑垫。
10.进一步，滑杆的下端固定在固定件上，滑杆的上端扣合有固定帽；固定件的顶端设有卡块，固定帽上还设有用于扣合在卡块上的卡块插口。
11.进一步，夹具本体上设有滑块，固定件上设有沿竖直方向延伸的滑槽，滑块滑动设在滑槽内。
12.进一步，固定件的底部设有设有插接部，第二夹板上设有与插接部配合使用的卡接部。
13.进一步，插接部的侧壁上设有水平设置的卡条，卡接部包括设置在第二夹板上的卡接头，卡接头上设有卡槽，卡槽的一侧开口，卡槽的内侧壁上设有与卡条配合使用的插槽。
14.相对于现有技术，本实用新型所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置具有以下优势：
15.本实用新型所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置在使用时，可根据需要选择水面夹具或者水底夹具，通过改变试验池内水位高低实现对水下压力、波浪高度等参数的调整，激光测距仪可用来测量水面高度。通过记录水位变化造成的放入仪器自身的电压变化，对数据进行拟合，从而得出新的率定系数，实现了对测量仪器的校准，更符合试验要求。
附图说明
16.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
17.图1为本实用新型实施例1所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例2所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例2所述的水面夹具和水底夹具的安装结构图；
20.图4为本实用新型实施例2所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置的a处局部放大图；
21.图5为本实用新型实施例2所述的实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置的b处局部放大图；
22.图6为本实用新型实施例2所述的水面夹具的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1-试验池；2-出水管；3-进水管；4-固定件；41-紧固螺栓；42-滑杆；43-滑槽；44-固定帽；45-滑杆固定槽；46-卡块插口；47-卡块；48-插接部；49-卡条；5-水面夹具；51-夹具本体；52-固定孔；53-第一调节螺栓；54-连接耳；55-滑孔；56-容纳腔；57-弹簧；58-按钮；581-椭圆孔；59-滑块；6-水底夹具；61-第一夹板；62-第二夹板；63-弧面；64-第二调节螺栓；65-卡接部；651-卡接头；652-卡槽；653-插槽；7-激光测距仪。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
26.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解
为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
29.实施例1
30.一种实验室用水动力物理模型试验仪器率定装置，包括试验池1、水面夹具5、水底夹具6和激光测距仪8；
31.试验池的边沿设有可拆卸的固定件4，固定件伸入试验池内并向下延伸至试验池的底部，固定件的上部和下部分别设有可拆卸的用于夹持测试仪器的水面夹具和水底夹具；水面夹具包括夹具本体51和第一调节螺栓53，夹具本体为u型夹结构，u型夹结构的开口端螺接有第一调节螺栓；水底夹具包括用第二调节螺栓64连接的第一夹板61和第二夹板62，第一夹板和第二夹板上对应设有用于夹持仪器的弧面63；试验池的边沿还设有用于测量水面高度的激光测距仪8，试验池的下部设有出水管2，试验池的上部设有进水管3，进水管上还连接有水泵。
32.具体的，固定件为7字型结构，固定件通过紧固螺栓固41定在试验池的边沿。弧面设有若干个形成波浪状，使得水底夹具可同时夹持多个测试仪器。
33.实施例2
34.在上述实施例1的基础上，示例性的，夹具本体上下滑动设置在固定件上，夹具本体的中央为u型的固定孔52；夹具本体上还设有起固定作用的滑动限位。
35.具体的，固定件上设有竖直设置的滑杆42，夹具本体上设有连接耳54，连接耳上设有滑孔55，滑孔滑动套设在滑杆上；滑动限位包括弹簧57和按钮58，连接耳的内部设有容纳腔56，弹簧设置在容纳腔内，按钮的一端插设在容纳腔内并与弹簧连接，另一端伸出连接耳的外部，连接耳上设有供滑杆穿过的椭圆孔581。
36.具体的，椭圆孔的侧壁上设有防滑垫。
37.具体的，连接耳为2个，分别设置在夹具本体的两侧，滑杆为2个，2个连接耳分别滑动设置在2个滑杆上。
38.需要移动水面夹具时，捏住2个按钮，按钮压缩弹簧，滑杆位于椭圆孔的中部，或者说滑杆不接触椭圆孔的两端侧壁，此时可上下移动水面夹具。松开按钮，在弹簧的作用下，椭圆孔的侧壁挤压在滑杆侧壁上，防止水面夹具下滑，另外，防滑垫可增大椭圆孔与滑杆的摩擦力。
39.具体的，滑杆的下端固定在固定件上，滑杆的上端扣合有固定帽44，滑杆的上端插在固定帽上的滑杆固定槽45内；固定件的顶端设有卡块47，固定帽上还设有用于扣合在卡块上的卡块插口46。
40.将固定帽摘下，可以拆下水面夹具。
41.示例性的，夹具本体上设有滑块59，固定件上设有沿竖直方向延伸的滑槽43，滑块滑动设在滑槽内。
42.示例性的，固定件的底部设有设有插接部48，第二夹板上设有与插接部配合使用的卡接部65。
43.示例性的，插接部的侧壁上设有水平设置的卡条49，卡接部包括设置在第二夹板上的卡接头651，卡接头上设有卡槽652，卡槽的一侧开口，卡槽的内侧壁上设有与卡条配合使用的插槽653。
44.使用时，将卡槽的侧壁开口对准插接部，插槽对准卡条，平推卡接部，使卡条插在插槽内即可。
45.在使用本装置时，可以在试验池的边沿固定多个固定件4，固定件上只设置水面夹具，并使得水面夹具呈环形设置，可以实现同时对多个仪器进行率定。
46.可使用本实用新型的装置的仪器有孔隙水压力传感器、波高传感器等，数据采集是用被测传感器自带的硬件系统及软件系统。
47.对于一般市售传感器出厂都自带一个标定系数，都是理想状态下，量程与电压的比值，但随着仪器长时间使用，环境中温度、湿度的变化，安装时外力的影响，按照原参数计算，得到的结果可能不准确，需要经过再率定，使用新的率定系数，以满足仪器的精准使用要求。
48.该装置的工作原理为：
49.1、使用时，先把被测仪器放置在空气中的一个大气压下，此时被测仪器上显示的电压为0v，用激光测距仪测量水底高度为0mm。
50.2、将被测仪器夹持在水底夹具或水面夹具上，用水泵加水至需要的高度，并用激光测距仪测量水面高度；比如，孔隙水压力传感器夹持在水底夹具，波高传感器夹持在水面夹具。
51.3、定义被测仪器测量的电压值为x，水面高度变化值为y，每次降低水位5cm，记录x,y，制作图表。
52.4、为曲线添加趋势线y＝kx+b，理想值中趋势线应与曲线重合r2＝1,仪器量程与测量电压为正比例关系，但实际中每个测点可能会有误差。
53.5、如果某测点的误差过大，证明仪器可能损坏了。
54.6、用线性回归算出矫正系数，即为新的率定系数。
55.7、用新的率定系数放入被测仪器的软件中，重复以上步骤，查看是否与趋势线重合。
56.8、仪器率定使用该仪器配套的软硬件，率定系数和当时的电压乘积就是被测的物理量(kpa，cm)。
57.在港口和近海工程试验中，通过造波模拟实际场景，便于在试验室环境中建立相关的物理模型，在试验过程中，需要使用波高传感器检测波浪高度，孔隙水压力传感器检测波浪冲击力。
58.在率定仪器时，实验室内部的液位测量，因液位的变化相对缓慢且液面平整，因此超声波、激光、雷达、电阻、电容、压力、浮子等液位计都可以满足测量需求。
59.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。