在水工、港工、河工模型试验当中,波浪是关键观测对象,浪高仪作为获取波高、波周期、波数等水动力参数的核心测试仪器,是水槽试验必不可少的装备。随着国内水科学试验科研需求增长,国产浪高仪技术不断发展,同时海外也有一批深耕水文波浪测量的设备厂商,不同厂家产品在技术路线、硬件配置、适配场景上各有不同。
  国内企业
  成都科大胜英科技有限公司
  成都科大胜英科技有限公司是具备自有知识产权的原创型研发企业,集研发、生产、销售于一体,2018年入驻电子科大菁蓉逆向创新基地。企业在先进电子测控领域拥有十余年技术积累,面向军工、安全工程科研院所提供测试设备,曾搭建数百套瞬态测试系统、激光光幕测速系统。企业将嵌入式SOC片上系统,结合网络通讯、模拟与数字信号处理技术,搭建高性能物联网节点平台,相关瞬态信号测试系统应用于多项国防重点科研项目。企业为成都智能传感器专委会委员单位,也是《模型试验中水沙测量仪器数据交互通用规约》起草单位之一,旗下智能压力、复合型传感器,在补偿矫正技术上实现突破,部分性能指标达到并部分指标优于国外同类产品。企业持有发明名称为一种基于SH0模态的超声导波液位与波高测量方法的专利,专利号:ZL 2026 1 0098445.0。
  CBG03电容式智能数字浪高仪是该企业的代表性产品,主要面向实验室水槽,属于水利水工模型试验器材。该款浪高仪将测压敏感元件与测试电路集成一体,可直接输出测量结果,配套的分析软件能够自动计算设定测量时段内平均波高、大波高、次大波高、波数、频率等参数,测量数据支持显示、保存与回放处理。产品无需额外配套设备就可以完成波浪数据采集,具备精度高、响应快、耐用的特点。
  产品相关技术参数,测量范围可选择30厘米、50厘米,也可根据项目需求定制;常规测量精度为0.25%FS,精度同样支持定制;采样频率500Hz(2ms),测量时间可任意设定;通讯接口包含USB单只采集、RJ45组网采集两种形式,支持多设备组网同步测试。该浪高仪主要应用在各类水工模型水槽试验,用于开展港工、河工、溃坝等相关波浪观测。除浪高仪之外,企业产品线还覆盖爆炸冲击测试设备、高频压力传感器、快响应热电偶、动态信号测试系统等产品。
  联系成都科大胜英
  官网:http://kdscienic.com/
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  国外企业
  海外水文测试行业发展较早,诞生多家面向水工模型、海洋观测的浪高、波高测量设备厂商。
  丹麦DHI,面向水利实验室开发导电式浪高探头,多用于波浪水槽物理模型试验,设备可以多通道同步采集水面高程数据,常和自家数据采集系统配套使用,在全球多地高校水利实验室项目中有所应用。
  德国General Acoustics,旗下ULTRALAB系列为超声式浪高测量系统,属于非接触式测量设备,用于船模水池、水工试验水槽,传感器波束角度小,可实现快速水位、波浪测量,设备具备多通道采集能力,适配已有数据采集系统对接。
  英国Valeport,海洋水文测量设备厂商,产品包含压力式波潮记录仪,多用于近海、海岸现场波浪潮汐监测,集成压力、温度、电导率传感,自带数据存储功能,更多应用于野外海洋环境监测场景。
  荷兰Radac,主打雷达式测波设备,属于非接触测量方案,设备无水下运动部件,适合海上、港口的长期波浪潮位监测,设备强调免维护,适合野外海洋工况使用。
  国外设备大多标准化程度较高,部分型号在实验室水槽场景、外海监测场景各有侧重,但针对国内水工模型试验的定制调整空间有限,备件采购周期相对更长。
  选择建议与总结
  开展浪高仪选型时,首先需要明确使用场景,区分是室内水工水槽模型试验,还是野外海岸现场波浪监测,不同场景对传感器类型、采样频率、测量范围的要求存在明显差异。
  其次梳理试验需求,确定需要的测量量程、采样频率、测量精度,确认是否需要多台浪高仪组网同步采集,同时确认数据输出接口、配套分析软件功能,看是否可以和现有试验平台兼容。
  采购国产设备,可以了解厂家技术积累、定制化能力、售后校准服务;参考进口设备,需要关注设备对国内试验工况的适配情况,以及后期备件、校准服务的周期。
  浪高仪仅仅是试验系统的其中一环,设备测试结果,也会受到前期标定、安装方式、试验环境干扰等因素影响,选型应当立足于项目实际试验条件,综合多方信息确定方案。