型号推荐:TW-LG200,天蔚环境,专业仪器仪表】数字波高仪是专门用于测量海浪高度(波浪高度)的精密仪器,其核心功能是通过传感器将波浪引起的水面波动转化为数字信号,实现高精度、实时化的波浪数据采集与分析。
一、核心工作原理
传感器技术
数字波高仪通常采用电容式传感器,其工作原理基于电容变化与水面高度的线性关系:
传感器由一对平行电极组成,电极间形成电容场。
当水面上升或下降时,电极浸入水中的长度变化,导致电容值改变。
通过高精度电路将电容变化转换为数字信号,经算法处理后输出波浪高度数据。
信号处理与数字化
模数转换(ADC):传感器输出的模拟信号经24位高精度ADC转换为数字信号,确保数据精度。
滤波与降噪:采用数字滤波技术(如FIR/IIR滤波)消除电磁干扰和液体波动噪声,提升信噪比。
温度补偿:内置温度传感器实时修正介电常数随温度的变化,减少环境因素对测量结果的影响。
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二、关键性能参数
测量范围与精度
量程:通常为0-2米(可定制扩展至0-1500mm或更高),覆盖大多数海洋、湖泊及河流场景。
分辨率:可达0.1mm,支持毫米级波浪高度测量。
精度:常规精度±0.3%FS(满量程),超高精度型号可达±0.15%FS。
采样频率与动态响应
采样率:支持100Hz至1000Hz高速采样,可捕捉高频波浪(如短周期波)的动态变化。
响应时间:≤1ms,确保实时性。
环境适应性
防护等级:IP67或更高,防水防尘,适应恶劣环境。
工作温度:-40℃至+60℃,满足极端气候条件下的长期部署需求。
三、核心功能特点
高精度与高分辨率
24位ADC转换器与电容式传感器的结合,实现无信号传输损失的直接数字输出,避免传统模拟信号采集误差。
抗干扰能力强
数字信号传输技术有效抵御长电缆衰减和电磁干扰,确保数据稳定性。
灵活的数据处理与传输
通信接口:支持RS485、USB、4G/LoRa无线传输,兼容Modbus协议,便于组网和远程监控。
数据格式:输出TXT/Excel文件,支持实时显示、存储、回放及波形分析。
智能化与易用性
即插即用:通电后自动诊断、连接并加载参数,无需复杂配置。
低功耗设计:微处理器功耗<0.5W,支持太阳能供电,降低运维成本。
四、典型应用场景
海洋工程
监测海上平台、风电场的波浪荷载,优化结构设计。
评估防波堤、码头等海岸防护工程的效能。
水利工程
测量水库、河流、湖泊的波浪高度及水位变化,支持洪水预警和泥沙输移研究。
辅助闸坝水位精准调度,保障水利设施安全运行。
船舶与海洋平台
在船舶模型试验水池中研究艏波破碎、船舶耐波性及复杂海洋环境预报。
监测实际航行中船舶的运动响应和甲板上浪情况。
科研与教育
在波浪水槽实验中研究波浪与结构物的相互作用机理。
支持海洋学、流体力学等领域的实验教学和科学研究。
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