[发明专利]一种水下运动物体速度测量装置及测量方法

说明书

本发明提供了一种水下运动物体速度测量装置及测量方法，其中测量装置包括固定支架、测量单元、信息处理单元和上位机，测量单元包括安装在固定支架上的起始光幕靶组件和终止光幕靶组件，且沿被测物体的运动方向相对间隔设置；起始和终止光幕靶组件都包括对接设置的光幕，光幕包括若干个光发射端和光接收端，若干个光接收端分别与若干个光发射端一一对应，光发射端可发射光轴并被与之对应的光接收端接收；信息处理单元可接收识别测量单元传输的被测物体的位置信号并记录被测物体穿过测量单元的时间；上位机可接收信息处理单元传输的信号并计算被测物体的速度；本发明采用遮光法非接触式测量，物体速度不受测量装置的影响，测量准确，误差小。

技术领域

本发明涉及水下测速设备技术领域，具体来讲，涉及一种水下运动物体速度测量装置及测量方法。

背景技术

在当前的水下测速设备技术领域中，测量水下运动物体的速度一般有以下几种方法：使用电磁感应轨道，轨道上固定多个电磁感应装置，当运动物体在固定轨道上经过时，通过电磁感应产生电信号，记录两个信号之间的时间，通过电磁感应装置之间的距离以及记录的时间来计算物体运动速度。此方法必须先使物体磁化，才能开始测量，磁化后的物体易受测量装置本身的影响；使用安装于物体上的速度传感器，如陀螺仪等。此方法可较为精准的测量物体的速度，适用于体型较大的物体，由于是接触式测量，对于小型物体，传感器本身的重量及其他性质会影响物体本身的速度；对于非接触式的测量，光幕由于其结构简单，成本低廉，是主流的测速方式。光幕一侧上有多个光发送端，另一侧有多个光接收端，物体穿过光幕时遮挡光信号，由此触发计时装置计时，穿过另一光幕时停止计时，由光幕之间的间距以及记录的时间进行测量。使用现有的光幕测量物体的速度时，往往需要满足物体的行进方向垂直于光幕面，通过两个或多个光幕靶之间的间距以及穿过光幕靶的时间来计算物体的运动速度；这种测速方法不能满足斜入射时的测速；并且物体实际的行进方向并不完全垂直于光幕靶面，易引起误差。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本发明的目的之一在于提供一种水下运动物体速度测量装置及测量方法，采用遮光感应式的测量方式对被测物体进行测速，适用于对较大物体的非接触式水下速度测量，具有非接触、响应快、误差小等优势，很好地解决了上述背景技术中存在的测量误差大，易对被测物体的运动速度产生影响的技术问题。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种水下运动物体速度测量装置，所述测量装置可包括固定支架、测量单元、信息处理单元和上位机，其中，测量单元可包括起始光幕靶组件和终止光幕靶组件，起始光幕靶组件和终止光幕靶组件都可安装在固定支架上，并可沿被测物体的运动方向相对间隔设置；起始光幕靶组件和终止光幕靶组件都可包括若干个沿纵向对接设置的光幕，每个光幕都可包括若干个光发射端和若干个光接收端，若干个光接收端可分别与若干个光发射端一一对应，相对应的两个光发射端和光接收端之间可沿垂直于起始光幕靶组件指向终止光幕靶组件的方向相对间隔设置，光发射端能够发射光轴并被与之对应的光接收端接收；信息处理单元可与测量单元连接，信息处理单元能够接收和识别测量单元传输的被测物体的位置信号并记录被测物体穿过起始光幕靶组件和终止光幕靶组件的起始和终止时间；上位机可与信息处理单元连接，上位机能够接收信息处理单元传输的信号并计算被测物体的速度。

可选择地，所述信息处理单元可包括第一信息处理模块和第二信息处理模块，第一信息处理模块可与所述起始光幕靶组件连接，可用于接收所述起始光幕靶组件传输的被测物体的位置信号并记录被测物体穿过所述起始光幕靶组件的起始和终止时间；第二信息处理模块可与所述终止光幕靶组件连接，可用于接收所述终止光幕靶组件传输的被测物体的位置信号并记录被测物体穿过所述终止光幕靶组件的起始和终止时间。

可选择地，所述测量装置还可包括电平转换单元，电平转换单元可与所述测量单元、信息处理单元和上位机连接，可用于提供稳定的直流电并实现所述测量单元、信息处理单元和上位机之间的供电隔离。

可选择地，所述测量装置还可包括防水盒子，所述电平转换单元和所述信息处理单元可密封安装在防水盒子中，防水盒子能够通过密封胶密封。