JPH01169391A - 波高波向測定装置 - Google Patents
波高波向測定装置Info
- Publication number
- JPH01169391A JPH01169391A JP32874587A JP32874587A JPH01169391A JP H01169391 A JPH01169391 A JP H01169391A JP 32874587 A JP32874587 A JP 32874587A JP 32874587 A JP32874587 A JP 32874587A JP H01169391 A JPH01169391 A JP H01169391A
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- JP
- Japan
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- wave
- float
- sensor
- traveling direction
- water pressure
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ａｌ産業上の利用分野
この発明は、海面などにおいて波の進行方向（波間）と
波の高さ（波高）を測定する波高波間測定装置に関する
。
波の高さ（波高）を測定する波高波間測定装置に関する
。
（ｂ）従来の技術
一般に、海面に発生する種々の波は、海上を航行する各
種船舶に操船上様々な影響を及ぼす。また、−船釣な海
洋調査や気象観測においても波の状態を測定することが
重要である。
種船舶に操船上様々な影響を及ぼす。また、−船釣な海
洋調査や気象観測においても波の状態を測定することが
重要である。
従来、例えば自動魚釣機を設置した漁船などにおいては
波の進行方向（方位）を知ることによって漁船に対する
釣竿の向きを設定することや、深度方向の自船位置を測
定して魚群探知機の深度データを補正することによって
波の影響を除去する技術も開発されている。
波の進行方向（方位）を知ることによって漁船に対する
釣竿の向きを設定することや、深度方向の自船位置を測
定して魚群探知機の深度データを補正することによって
波の影響を除去する技術も開発されている。
（Ｃ）発明が解決しようとする問題点
ところが、従来の測定装置においては、船舶自体の動揺
などに基づいてもっばら波高を測定するものであった。
などに基づいてもっばら波高を測定するものであった。
このため波の進行方向を正確に測定することや、比較的
短周期の波についての測定は不可能であった。
短周期の波についての測定は不可能であった。
この発明の目的は、海面に浮遊させて比較的遠隔領域に
発生している波の波間と波高を測定できるようにした波
高波間測定装置を提供することにある。
発生している波の波間と波高を測定できるようにした波
高波間測定装置を提供することにある。
（ｄ１問題点を解決するための手段
この発明の波高波間測定装置は、水面に沿って浮かぶ浮
きと、 この浮きから一定距離の鉛直下に懸垂された重りと、 この重りに設けられ、水圧を検出する水圧センサと、 前記浮きの傾斜角を検出する傾斜角検出手段と前記浮き
の方位を検出する方位センサと、検出された浮きの傾斜
角と前記水圧センサの出力から波の進行方向を判定する
波進行方位算出手段と、 この波進行方位算出手段の判定結果と前記方位センサの
出力から波の進行方位を算出する波進行方位算出手段と
、 前記水圧センサの出力変化から波高を検出する波高検出
手段と、 から構成したことを特徴としている。
きと、 この浮きから一定距離の鉛直下に懸垂された重りと、 この重りに設けられ、水圧を検出する水圧センサと、 前記浮きの傾斜角を検出する傾斜角検出手段と前記浮き
の方位を検出する方位センサと、検出された浮きの傾斜
角と前記水圧センサの出力から波の進行方向を判定する
波進行方位算出手段と、 この波進行方位算出手段の判定結果と前記方位センサの
出力から波の進行方位を算出する波進行方位算出手段と
、 前記水圧センサの出力変化から波高を検出する波高検出
手段と、 から構成したことを特徴としている。
（ｅ）作用
この発明の波高波間測定装置においては、浮きは水面に
沿って浮かび、重りは浮きから一定距離の鉛直下に位置
する。水圧センサは前記型りに設けられているため、波
の鉛直方向の位置を水圧によって検出する。傾斜角検出
手段は鉛直線または水平面に対する浮きの傾斜角を検出
する。波進行方位算出手段は検出された浮きの傾斜方向
と水圧センサの出力すなわち浮きの鉛直方向の位置から
波の進行する方向を判定する。波進行方位算出手段は、
検出された波の進行方向と前記方位センサの出力から波
の絶対的進行方向である波の進行方位を算出する。さら
に波高検出手段は水圧センサの出力変化から波高（波頭
−波底間の距Ｍ）を検出する。
沿って浮かび、重りは浮きから一定距離の鉛直下に位置
する。水圧センサは前記型りに設けられているため、波
の鉛直方向の位置を水圧によって検出する。傾斜角検出
手段は鉛直線または水平面に対する浮きの傾斜角を検出
する。波進行方位算出手段は検出された浮きの傾斜方向
と水圧センサの出力すなわち浮きの鉛直方向の位置から
波の進行する方向を判定する。波進行方位算出手段は、
検出された波の進行方向と前記方位センサの出力から波
の絶対的進行方向である波の進行方位を算出する。さら
に波高検出手段は水圧センサの出力変化から波高（波頭
−波底間の距Ｍ）を検出する。
（ｆｌ実施例
この発明の実施例である波高波間測定装置の送信側の使
用形態を第１図に示す。図においてｌは正方形板状の浮
き、２はこの浮きから一定距離の鉛直下に懸垂されてい
る重り、３は浮きｌと重り２間を連結するワイヤである
。ワイヤ３は浮き１の底部中心部にその一端が接続され
ていて、浮き１は水面に沿って浮かび、重り２は常に浮
き１の一定距離鉛直下に位置する。浮き１の上部中央部
には浮きのＸ方向の傾斜角とこれに直交するＹ方向の傾
斜角を検出するセンサと、地磁気によって方位を検出す
る方位センサなどがボックス４内に設けられている。６
は上記各種センサの出力をデジタルデータとして船など
の受信側に伝送するケーブル、５は水面に浮かびケーブ
ル６を支持するフロートケーブルである。一方、重り２
の内部には水圧を検出する水圧センサが組み込まれてい
て、これが重りを兼ねている。水圧センサはケーブル７
を介して制御部４と接続されている。
用形態を第１図に示す。図においてｌは正方形板状の浮
き、２はこの浮きから一定距離の鉛直下に懸垂されてい
る重り、３は浮きｌと重り２間を連結するワイヤである
。ワイヤ３は浮き１の底部中心部にその一端が接続され
ていて、浮き１は水面に沿って浮かび、重り２は常に浮
き１の一定距離鉛直下に位置する。浮き１の上部中央部
には浮きのＸ方向の傾斜角とこれに直交するＹ方向の傾
斜角を検出するセンサと、地磁気によって方位を検出す
る方位センサなどがボックス４内に設けられている。６
は上記各種センサの出力をデジタルデータとして船など
の受信側に伝送するケーブル、５は水面に浮かびケーブ
ル６を支持するフロートケーブルである。一方、重り２
の内部には水圧を検出する水圧センサが組み込まれてい
て、これが重りを兼ねている。水圧センサはケーブル７
を介して制御部４と接続されている。
第２図は同装置全体のブロック図を示している。図にお
いて１００は送信側であり、１０はＸ方向の傾斜角を検
出するセンサ、１）はＹ方向の傾斜角を検出するセンサ
、１２は地磁気によって浮きの方位を検出するセンサ、
１３は重りの水圧を検出するセンサである。これらの各
種センサの出力信号はデコーダ１４〜１７によってデコ
ードされる０時分割コントローラ１８はデコードされた
各センサの出力データを順次時分割選択し、データ伝送
コントローラ１９へ出力する。データ伝送コントローラ
１９はケーブル６を介して受信側１０１へ伝送する。デ
ータ伝送コントローラ２０は１９から出力された各セン
サのデータを受信し、順次マイクロコンピュータ２２へ
出カスる。マイクロコンピュータ２２は各センサのデー
タに基づいて後述する演算処理を行うことによって波の
進行方向と波の高さを算出し、これをＣＲＴ２１および
プリンタ２３に出力する。
いて１００は送信側であり、１０はＸ方向の傾斜角を検
出するセンサ、１）はＹ方向の傾斜角を検出するセンサ
、１２は地磁気によって浮きの方位を検出するセンサ、
１３は重りの水圧を検出するセンサである。これらの各
種センサの出力信号はデコーダ１４〜１７によってデコ
ードされる０時分割コントローラ１８はデコードされた
各センサの出力データを順次時分割選択し、データ伝送
コントローラ１９へ出力する。データ伝送コントローラ
１９はケーブル６を介して受信側１０１へ伝送する。デ
ータ伝送コントローラ２０は１９から出力された各セン
サのデータを受信し、順次マイクロコンピュータ２２へ
出カスる。マイクロコンピュータ２２は各センサのデー
タに基づいて後述する演算処理を行うことによって波の
進行方向と波の高さを算出し、これをＣＲＴ２１および
プリンタ２３に出力する。
以下前記各センサのデータに基づいてマイクロコンピュ
ータが処理する波の高さと波の進行方向の測定方法を説
明する。
ータが処理する波の高さと波の進行方向の測定方法を説
明する。
第３図は波高測定の原理を示す図である０図においてＳ
は水面であり、浮き１が波底にあるときの重り２の位置
をＰｌとし、浮き１が波頭にあるときの重り２の位置を
Ｐ２とすれば、重り２に設けられている水圧センサはＰ
ｌとＰ２とで異なった水圧を検出する。この変化量によ
って浮き１の鉛直方向の変位量を測定することができる
。なお、重り２の周囲の水圧は波の影響を太き（受けな
い程度に水面から５ｍより深い鉛直下に懸垂している。
は水面であり、浮き１が波底にあるときの重り２の位置
をＰｌとし、浮き１が波頭にあるときの重り２の位置を
Ｐ２とすれば、重り２に設けられている水圧センサはＰ
ｌとＰ２とで異なった水圧を検出する。この変化量によ
って浮き１の鉛直方向の変位量を測定することができる
。なお、重り２の周囲の水圧は波の影響を太き（受けな
い程度に水面から５ｍより深い鉛直下に懸垂している。
第４図と第５図はそれぞれ水面の波形とその水面に浮か
ぶ浮きの傾斜角の変化を示す図である。
ぶ浮きの傾斜角の変化を示す図である。
第４図において（ａ）〜（ｄｌは水面の波形の時間経過
を示し、図示の通り特定の波頭に注目すれば明らかなよ
うに左から右方向に波面が移動している。またＯ印は浮
きの位置を示し、時間の経過とともに上下動する。さら
に同図（ａｌ〜（ｄ）の各時刻をｔＯ〜ｔ３とすれば浮
きの傾斜角は（ｅ）に示すように時間の経過とともに変
動する。
を示し、図示の通り特定の波頭に注目すれば明らかなよ
うに左から右方向に波面が移動している。またＯ印は浮
きの位置を示し、時間の経過とともに上下動する。さら
に同図（ａｌ〜（ｄ）の各時刻をｔＯ〜ｔ３とすれば浮
きの傾斜角は（ｅ）に示すように時間の経過とともに変
動する。
第５図において（ａ）〜（ｄ）は水面の波形の変化を示
し、（Ｑ）はＯ印で示す浮きの傾斜角の変化を示してい
る。第５図の例では図示の通り時間の経過とともに水面
の波形が左方向に進行している。第４図と第５図のそれ
ぞれ（ｅ）に示した傾斜角の変化を比較すれば明らかな
ように波の進行方向によって傾斜角変化の位相が１８０
＠異なる。この実施例では傾斜角の時間変化の位相を検
出することによって波の進行方向を判定している。
し、（Ｑ）はＯ印で示す浮きの傾斜角の変化を示してい
る。第５図の例では図示の通り時間の経過とともに水面
の波形が左方向に進行している。第４図と第５図のそれ
ぞれ（ｅ）に示した傾斜角の変化を比較すれば明らかな
ように波の進行方向によって傾斜角変化の位相が１８０
＠異なる。この実施例では傾斜角の時間変化の位相を検
出することによって波の進行方向を判定している。
なお、第４図および第５図に示した例では１次元方向に
ついてのみ示したが、実施例ではＸ方向の傾斜角を検出
するセンサとこれに直交するＹ方向の傾斜角を検出する
センサを備えているため、波の２次元方向の傾斜方向を
演算によって求めることができる。Ｘ傾斜角センサの出
力ｘ、！：Ｙ傾斜角センサの出力ｙを ｘ−ａｓｉｎ ωｔ ｙ−ｂｓｉｎ ωｔ として波の方向θを第６図に示す方向にとればａ＞Ｑの
とき θ−ｔ ａ ｎ−’ （ｂ ／ａ ） ａ＜Ｑ、ｂ＞Ｑのとき θ＝１８０＠＋ｔａｎ−’ （ｂ／ａ）ａ＜Ｑ、ｂ＜Ｑ
のとき θ＝−１８０＠＋ｔ ａ ｎ−’ （ｂ／ａ）で求める
ことができる。
ついてのみ示したが、実施例ではＸ方向の傾斜角を検出
するセンサとこれに直交するＹ方向の傾斜角を検出する
センサを備えているため、波の２次元方向の傾斜方向を
演算によって求めることができる。Ｘ傾斜角センサの出
力ｘ、！：Ｙ傾斜角センサの出力ｙを ｘ−ａｓｉｎ ωｔ ｙ−ｂｓｉｎ ωｔ として波の方向θを第６図に示す方向にとればａ＞Ｑの
とき θ−ｔ ａ ｎ−’ （ｂ ／ａ ） ａ＜Ｑ、ｂ＞Ｑのとき θ＝１８０＠＋ｔａｎ−’ （ｂ／ａ）ａ＜Ｑ、ｂ＜Ｑ
のとき θ＝−１８０＠＋ｔ ａ ｎ−’ （ｂ／ａ）で求める
ことができる。
但しこのようにして求めた波の方向は浮きを基準とする
相対的な方向であるため、方位センサの出力に基づいて
絶対的方位を求める。
相対的な方向であるため、方位センサの出力に基づいて
絶対的方位を求める。
第７図は第２図に示したマイクロコンピュータ２２の行
う処理手順を示すフローチャートである、先ず、Ｘ（Ｉ
Ｊｉ斜角センサ、Ｙ傾斜角センサ、方位センサ、水圧セ
ンサの各センサ出力のデータからなる１ブロック分のデ
ータをデータ伝送コントローラ２０から読み取る（ｎｌ
）、もしＸ方向、Ｙ方向の何れの傾斜角も０であれば、
浮きが波頭。
う処理手順を示すフローチャートである、先ず、Ｘ（Ｉ
Ｊｉ斜角センサ、Ｙ傾斜角センサ、方位センサ、水圧セ
ンサの各センサ出力のデータからなる１ブロック分のデ
ータをデータ伝送コントローラ２０から読み取る（ｎｌ
）、もしＸ方向、Ｙ方向の何れの傾斜角も０であれば、
浮きが波頭。
波底の何れの位置にあるかを水圧センサのデータから判
定する（ｎ３）、具体的には後述するように水圧センサ
の出力データの変動幅の中間値を中間水深として求め、
これと大小比較することによって判定する。浮きが波頭
にあればフラグＦＷをセットし、そのときの水圧データ
を記憶する（ｎ３→ｎ４→ｎ５）、もし波底であればフ
ラグＦＷをリセットしてそのときの水深を記憶する（ｎ
６→ｎ７）、その後、このようにして求めた最浅水深と
最深水深との差から波高値を算出し、所定時間の波高値
の平均値を求めこれを出力する（ｎ８→ｎ９）、さらに
前述した中間水深を算出しこれを記憶する（ｎｌｏ）。
定する（ｎ３）、具体的には後述するように水圧センサ
の出力データの変動幅の中間値を中間水深として求め、
これと大小比較することによって判定する。浮きが波頭
にあればフラグＦＷをセットし、そのときの水圧データ
を記憶する（ｎ３→ｎ４→ｎ５）、もし波底であればフ
ラグＦＷをリセットしてそのときの水深を記憶する（ｎ
６→ｎ７）、その後、このようにして求めた最浅水深と
最深水深との差から波高値を算出し、所定時間の波高値
の平均値を求めこれを出力する（ｎ８→ｎ９）、さらに
前述した中間水深を算出しこれを記憶する（ｎｌｏ）。
傾斜角が０でなければ、フラグＦＷがセント状態のとき
前述した波の進行方向θの値を求める（ｎｉｌ→ｎ１２
）。その後、求めた波間θに対して方位センサの出力デ
ータに基き浮きの方位によるオフセット分をキャンセル
することによって波の絶対的進行方位を算出し、これを
出力する（ｎ１３）。
前述した波の進行方向θの値を求める（ｎｉｌ→ｎ１２
）。その後、求めた波間θに対して方位センサの出力デ
ータに基き浮きの方位によるオフセット分をキャンセル
することによって波の絶対的進行方位を算出し、これを
出力する（ｎ１３）。
以上のようにして波高は実質的に水圧センサの変化幅か
ら求め、波間はＸ、Ｙ２つの傾斜角センサと水圧センサ
による浮きの傾斜方向と傾斜角変化の位相とに基づいて
求めている。
ら求め、波間はＸ、Ｙ２つの傾斜角センサと水圧センサ
による浮きの傾斜方向と傾斜角変化の位相とに基づいて
求めている。
Ｔｇ１発明の効果
以上のようにこの発明によれば、船舶などとは別個に水
面に漂流させた装置によってその水域の波高と波間とを
精密に測定することができるため、各種船舶の操船時の
波浪測定の他、海洋調査や気象観測などに用いることも
できる。
面に漂流させた装置によってその水域の波高と波間とを
精密に測定することができるため、各種船舶の操船時の
波浪測定の他、海洋調査や気象観測などに用いることも
できる。
第１図はこの発明の実施例である波高波間測定装置の送
信側の使用形態を表す図、第２図は同装置の全体のブロ
ック、第３図は波高の測定原理を説明するための図、第
４図〜第６図は波間測定の原理を説明するための図であ
る。第７図は波高波間測定装置の受信側の処理手順を示
すフローチャートである。 ４Ｆ７Ｉ 笛５閏 ｔｏ ｔｌ ｔ２ ｔＪ 第６図
信側の使用形態を表す図、第２図は同装置の全体のブロ
ック、第３図は波高の測定原理を説明するための図、第
４図〜第６図は波間測定の原理を説明するための図であ
る。第７図は波高波間測定装置の受信側の処理手順を示
すフローチャートである。 ４Ｆ７Ｉ 笛５閏 ｔｏ ｔｌ ｔ２ ｔＪ 第６図
Claims (1)
- （１）水面に沿って浮かぶ浮きと、 この浮きから一定距離の鉛直下に懸垂された重りと、 この重りに設けられ、水圧を検出する水圧センサと、 前記浮きの傾斜角を検出する傾斜角検出手段と前記浮き
の方位を検出する方位センサと、 検出された浮きの傾斜角と前記水圧センサの出力から波
の進行方向を判定する波進行方向判定手段と、 この波進行方向判定手段の判定結果と前記方位センサの
出力から波の進行方位を算出する波進行方位算出手段と
、 前記水圧センサの出力変化から波高を検出する波高検出
手段と、 からなる波高波間測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32874587A JPH01169391A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 波高波向測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32874587A JPH01169391A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 波高波向測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01169391A true JPH01169391A (ja) | 1989-07-04 |
Family
ID=18213699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32874587A Pending JPH01169391A (ja) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | 波高波向測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01169391A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019094886A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 株式会社日立製作所 | 浮体式洋上風力発電装置 |
| WO2021035434A1 (zh) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种海洋地磁日变观测装置及地磁测量方法 |
-
1987
- 1987-12-24 JP JP32874587A patent/JPH01169391A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019094886A (ja) * | 2017-11-28 | 2019-06-20 | 株式会社日立製作所 | 浮体式洋上風力発電装置 |
| WO2021035434A1 (zh) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 唐山哈船科技有限公司 | 一种海洋地磁日变观测装置及地磁测量方法 |
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