一种实验室非接触式波浪测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于海洋工程试验领域，尤其是涉及一种实验室非接触式波浪测量装置。
【背景技术】
[0002]波浪测量装置是船舶和海洋工程实验室中必要的试验装置，常用的波浪测量装置为接触式，主要包括:电阻式波高传感器和电容式波高传感器等。此类波高传感器的基本原理是:将两根电阻或电容细丝垂直地放置在水中，细丝的底部联通，顶端分别与电源正负极连接形成回路，水位的变化会引起电路中电阻或电容的变化，通过建立水位与电阻或电容的关系，来得到测量水位值。接触式测量的主要缺点是电阻或电容受环境影响大，测量精度不高，另外接触式的测量对试验会产生影响，且在波高较大时易损坏。而目前使用的非接触测量装置主要为超声波式或电磁波式，这种非接触测量的主要原理是基于超声波和电磁波在水面的反射，通过分析反射波的特性得到水位信息。该方法的主要缺点是测量精度取决于发射器功率，且装置较为复杂，价格高。为改进上述波浪测量装置的不足，需要开发了一种测量精度高、受环境影响小的非接触式波浪测量装置。
【发明内容】
[0003]有鉴于此，本实用新型旨在提出一种实验室非接触式波浪测量装置。
[0004]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]—种实验室非接触式波浪测量装置，包括数据处理器、图像采集器、标尺和摄像机，所述标尺垂直设置于测量对象附近，所述摄像机的摄像范围涵盖全部标尺区域，所述图像采集器将所述摄像机反馈的数据传递给所述数据处理器。
[0006]进一步的，所述标尺的数量为至少一个。
[0007]进一步的，所述数据处理器为计算机。
[0008]进一步的，所述摄像机为高清摄像机。
[0009]本实用新型具有的优点和积极效果是:本装置采用图像识别方法非接触测量，测量精度高、受环境影响小，避免了原有波高传感器对试验的影响，并克服了试验仪器易损耗的缺点，具有较高的保证率，试验装置易安装、成本低，测量范围广，同一装置能够同时记录下若干不同位置的波浪信息。
【附图说明】
[0010]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0011]图1是本实用新型的结构示意图。
[0012]图中:
[0013]1、数据处理器2、图像采集器3、标尺4、水槽
[0014]5、摄像机
【具体实施方式】
[0015]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围，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。
[0016]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
[0017]其次，本实用新型结合示意图进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示装置件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]本实用新型的工作原理:
[0021]在图像中，像素点的位置坐标和该点的垂直高度存在着一一对应的关系，通过图像识别程序分析水面与标尺的相对位置，能够很容易地得到水面的高度信息，即该位置的水位值，进而得到波高、周期等信息。
[0022]如图1所示，本实用新型包括数据处理器(计算机)1、图像采集器2、标尺3、水槽4和高清摄像机5，三个所述标尺3垂直设置于水槽4的前壁且间隔相等，所述高清摄像机5的摄像范围涵盖全部标尺区域，所述图像采集器2将所述高清摄像机5反馈的数据传递给所述数据处理器I。
[0023]本装置采集波高的主要程序包括:仪器安装、高度标定、图像采集、数据处理和结果输出。
[0024]首先，在无水条件下，将三个标尺3垂直设置于测量对象(水槽4)的前壁需要测量的位置，并将高清摄像机5固定在标尺3对面，并对标尺3的高度进行标定;在水槽4内加水至三分之二高度，水槽内设有造波装置;试验时，通过图像采集器2实时地将带有标尺3的图像传输至计算机中，利用图像识别的方法自动识别波高，利用图像识别软件，分析记录相应水位信息，即可测量规则波、不规则波和孤立波等各种波浪的波高，尤其能够测量得到波浪破碎后的波高。
[0025]试验表明，测量得到的波高误差为2mm，具有良好的精度。
[0026]本发明的优点是:测量精度高、受环境影响小，非接触测量避免了原有波高传感器对试验的影响，并克服了试验仪器易损耗的缺点，具有较高的保证率;试验装置易安装、成本低、测量范围广，同一装置能够同时记录下若干不同位置的波浪信息。
[0027]以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。
【主权项】
1.一种实验室非接触式波浪测量装置，其特征在于:包括数据处理器(I)、图像采集器(2)、标尺(3)和摄像机(5)，所述标尺(3)垂直设置于测量对象附近，所述摄像机(5)的摄像范围涵盖全部标尺区域，所述图像采集器(2)将所述摄像机(5)反馈的数据传递给所述数据处理器(I)。2.根据权利要求1所述的实验室非接触式波浪测量装置，其特征在于:所述标尺(3)的数量为至少一个。3.根据权利要求1或2所述的实验室非接触式波浪测量装置，其特征在于:所述数据处理器(I)为计算机。4.根据权利要求1或2所述的实验室非接触式波浪测量装置，其特征在于:所述摄像机(5)为1?清摄像机D
【专利摘要】本实用新型提供一种实验室非接触式波浪测量装置，包括数据处理器、图像采集器、标尺和摄像机，所述标尺垂直设置于测量对象附近，所述摄像机的摄像范围涵盖全部标尺区域，所述图像采集器将所述摄像机反馈的数据传递给所述数据处理器。本实用新型的有益效果是：本装置采用图像识别方法非接触测量，测量精度高、受环境影响小，避免了原有波高传感器对试验的影响，并克服了试验仪器易损耗的缺点，具有较高的保证率，试验装置易安装、成本低，测量范围广，同一装置能够同时记录下若干不同位置的波浪信息。
【IPC分类】G01F23/00, G01M10/00
【公开号】CN205373999
【申请号】CN201521144438
【发明人】陈松贵, 陈汉宝, 张二林, 周然, 马腾飞, 赵海亮, 赵洪波, 彭士涛, 左志刚, 杨会利, 张亚敬, 黄美玲
【申请人】交通运输部天津水运工程科学研究所
【公开日】2016年7月6日
【申请日】2015年12月31日