【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于水下設備可動部件位移測量，具體涉及一種用于水下的位移測量裝置及位移測量方法。
技術介紹
1、常見的位移測量傳感器包括電阻式位移傳感器、電容式位移傳感器、電感式位移傳感器和激光位移傳感器等。其原理可理解為待測量的可動部分與靜止部分通過某種形式的物理參數的耦合，并且通過這種耦合程度的變化來反映可動部分的移動的。
2、水下設備由于工作環境存在水質腐蝕問題，其使用的位移傳感器的非耐蝕部件往往通過密封的方式密封在殼體中，與測量對象隔離；同時，由于環境水壓較大，非耐蝕部件安裝位置的承壓厚度較大，導致通過電磁等方式耦合時可動部分與靜止部分的距離較長，耦合效果較差，如在海水中，這種影響更加明顯，另外由于受可見度影響，通過激光等方式進行測量時，其應用場合也受限，目前亟需一種能夠在水下克服殼體厚度影響、液體性質和電磁特性影響的位移測量裝置及測量方法。
技術實現思路
1、為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種用于水下的位移測量裝置，以解決現有技術中的位移測量傳感器無法克服殼體厚度影響、液體性質和電磁特性影響的問題。
2、本專利技術其中一方案提供了一種用于水下的位移測量裝置，包括測量楔塊和移動楔塊，所述測量楔塊的斜面活動連接在所述移動楔塊的斜面上，且所述測量楔塊和所述移動楔塊之間通過壓緊裝置4緊密連接；
3、所述測量楔塊內部安裝有測量組件，所述測量組件包括材質相同的超聲波探頭、水密接頭和測量電路，所述超聲波探頭與所述測量電路電連接，所述測量電路與所述水
4、所述移動楔塊斜面的相對面為反射面，所述超聲波探頭朝向所述反射面安裝，所述測量電路電連接有溫度傳感器；
5、超聲波探頭用于發射垂直入射反射面的超聲波，以及接收反射面反射的回波，并將對應的聲波信號持續傳輸至測量電路中；
6、還包括外部最終計算設備，所述外部最終計算設備預設有移動楔塊的楔角數據；
7、溫度傳感器用于測量移動楔塊的溫度，并將溫度信號持續傳輸至測量電路中；
8、測量電路用于處理超聲波探頭持續傳輸的聲波信號，以及溫度傳感器持續傳輸的溫度信號，并生成計算結果傳輸至水密接頭；
9、水密接頭用于接收來自測量電路的計算結果，并將其傳輸至外部最終計算設備；
10、需要說明的是，在實際使用過程中，由于超聲波探頭朝向反射面安裝，超聲波探頭發射的超聲波恒定垂直入射發射面，以通過反射面直接反射回波至超聲波探頭處，進而獲取準確的聲波信號，可供測量電路根據聲波信號測量超聲波探頭相對發射面的實際位移，即測量楔塊相對于移動楔塊的垂直位移；
11、在實際使用過程中，測量楔塊和移動楔塊可選用相同材質，由于測量楔塊和移動楔塊材質相同且處于同一水下環境，溫度傳感器持續獲取測量楔塊的溫度同樣為移動楔塊的溫度，可供測量電路根據溫度信號測量超聲波探頭相對發射面的實際位移，即測量楔塊相對于移動楔塊的垂直位移；
12、在實際使用過程中，測量電路內部設置有用于處理超聲波探頭持續傳輸的聲波信號和溫度傳感器持續傳輸的溫度信號的處理器，以及存儲有超聲波在不同溫度條件下在不同材質中聲速的聲速表，處理器能夠在接收到聲波信號和溫度信號時，一方面將聲波信號轉化為超聲波探頭在初始位置及實際位置分別發射超聲波至接收回波的時間差，另一方面將溫度信號轉化為實際聲速，并根據超聲波探頭在初始位置發射超聲波至接收回波的時間和超聲波探頭在初始位置發射超聲波至接收回波的時間，配合實際聲速計算得出超聲波探頭相對發射面的初始距離和實際距離，并將該初始距離和實際距離傳輸至水密接頭；其中，初始距離和實際距離的計算原理公式為，其中s為超聲波探頭與反射面的距離，v為實際聲速，t為超聲波探頭在發射超聲波至接收回波的時間的1/2；
13、在實際使用過程中，外部最終計算設備可通過工作人員手動輸入移動楔塊的楔角數據等能夠獲取楔角數據的方式，使外部最終計算設備獲取到楔角數據，并配合來自水密接頭向外部計算設備傳輸的測量電路計算結果數據，共同計算得出實際位移結果；其中，實際位移結果的計算原理公式為，其中d為實際位移結果，d為實際距離和初始距離的差值，a為楔角數據；將初始距離設為sc，實際距離設為，根據計算遠離公式可得；
14、需要額外說明的是，本方案中的壓緊裝置4具體結構不做限制，以能夠使測量楔塊與移動楔塊緊密連接為準即可；
15、在本方案中，通過設置相同材質的測量楔塊和移動楔塊，并在測量楔塊中設置測量組件，一方面能夠將非耐蝕部件保護在測量楔塊中，另一方面測量組件能夠克服測量楔塊和移動楔塊的影響，直接在測量組件中的測量電路生成計算結果，并通過水密接頭克服液體性質和電磁特性的影響，直接將計算結果傳輸至外部最終計算設備，得到精確的位移數據。
16、本專利技術相對于現有技術而言，具有以下優勢：
17、1、本專利技術通過將超聲波探頭朝向反射面安裝，能夠保證超聲波探頭發射的超聲波恒定垂直入射反射面并直接反射回波至超聲波探頭處，這種垂直入射和反射的方式極大地減少了因超聲波傳播路徑變化而產生的誤差，提高了根據聲波信號測量位移的精度；
18、2、本專利技術選用相同材質的測量楔塊和移動楔塊，能夠保證測量組件中的超聲波探頭發出的超聲波在測量楔塊和移動楔塊中的速度相同，并配合測量電路連接的溫度傳感器，實時獲取測量楔塊和移動楔塊的溫度，并基于此溫度信號，結合測量電路中存儲的聲速表，可精確計算出不同溫度下超聲波的實際聲速，進而準確計算出超聲波探頭與反射面的距離變化，使本專利技術在水下環境溫度波動較大的場景中，能夠有效避免因溫度變化導致的聲速差異而引起的測量誤差，確保位移測量結果始終保持高精度；
19、3、本專利技術通過測量電路中的處理器將聲波信號轉化為時間差，結合溫度信號確定的實際聲速來計算超聲波探頭與反射面的距離變化，測量原理簡潔直觀且高效，相較于一些復雜的多傳感器融合或間接測量原理的位移測量方法，本專利技術減少了中間環節的誤差累積，提高了測量數據的可靠性；另外的，該測量原理易于理解和實現，便于在實際工程應用中進行設備的調試、維護和操作；
20、4、本專利技術通過測量組件中的水密接頭，能夠有效防止水侵入本專利技術內部，確保內部電路和信號傳輸的安全可靠，保持本專利技術良好的密封性能，保障整個測量裝置的持續穩定運行，并減少設備故障發生率，提高設備的整體可靠性。
21、5、本專利技術的外部最終計算設備可通過多種方式獲取楔角數據，并與水密接頭傳輸的測量電路計算結果數據協同計算得出實際位移結果，這種數據處理與協作方式具有較高的靈活性，可根據實際應用場景和需求選擇合適的楔角數據獲取方式，以滿足不同用戶和不同應用場景的需求。
22、在其中一方案中，所述測量電路包括測量模塊，所述測量模塊包括處理器和存儲器，所述處理器中預設有不同材質楔塊對應的修正表，所述存儲器存儲有測量程序；
23、所述存儲器用于接收來自所述處理器的工作信號，并根據本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，包括材質相同的測量楔塊和移動楔塊，所述測量楔塊的斜面活動連接在所述移動楔塊的斜面上，且所述測量楔塊和所述移動楔塊之間通過壓緊裝置緊密連接；
2.如權利要求1所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述測量電路包括測量模塊，所述測量模塊包括處理器和存儲器，所述處理器中預設有不同材質楔塊對應的修正表，所述存儲器存儲有測量程序；
3.如權利要求2所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述修正表的獲取步驟包括：
4.如權利要求2所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述測量程序的執行步驟包括：
5.如權利要求1所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述移動楔塊底部設置有滑動導軌，所述移動楔塊活動安裝在所述滑動導軌上。
6.如權利要求5所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述移動楔塊與所述滑動導軌之間安裝有密封部件。
7.如權利要求6所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述密封部件包括設置在所述移動楔塊底部的彈性填充件，所述彈
8.一種位移測量方法，其特征在于，包括使用如權利要求1-7所述的用于水下的位移測量裝置對水下待測量體進行測量，具體包括：
9.如權利要求8所述的一種位移測量方法，其特征在于，所述用于水下的位移測量裝置還包括信號接收器和外部控制器，所述信號接收器用于接收所述外部控制器的控制信號，所述外部控制器用于控制所述用于水下的位移測量裝置的啟停狀態和工作狀態。
10.如權利要求8所述的一種位移測量方法，其特征在于，所述用于水下的位移測量裝置通過所述移動楔塊與所述水下待測量體連接。
...【技術特征摘要】
1.一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，包括材質相同的測量楔塊和移動楔塊，所述測量楔塊的斜面活動連接在所述移動楔塊的斜面上，且所述測量楔塊和所述移動楔塊之間通過壓緊裝置緊密連接；
2.如權利要求1所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述測量電路包括測量模塊，所述測量模塊包括處理器和存儲器，所述處理器中預設有不同材質楔塊對應的修正表，所述存儲器存儲有測量程序；
3.如權利要求2所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述修正表的獲取步驟包括：
4.如權利要求2所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述測量程序的執行步驟包括：
5.如權利要求1所述的一種用于水下的位移測量裝置，其特征在于，所述移動楔塊底部設置有滑動導軌，所述移動楔塊活動安裝在所述滑動導軌上。
6.如權利要求...
【專利技術屬性】
技術研發人員：劉浩然，喬岳坤，董志強，李俊，
申請(專利權)人：深海智人廣州技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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