投入式波高仪是一种专门设计用于直接浸没在水中来测量水面波高（波浪高度）变化的仪器。它是海洋观测、港口工程、水利工程、实验室物理模型试验等领域中常用的波浪测量设备。
以下是关于投入式波高仪的关键信息：
核心工作原理：
压力传感式 (最常见)： 这是最主要的工作原理。仪器内置高精度的压力传感器。它测量仪器所在深度处的静水压力（由上方水柱重量产生）和动水压力（由波浪运动引起的水质点速度产生）。
压力与水深关系： 静水压力
P_static = ρ * g * h(ρ为水密度，g为重力加速度，h为水深)。通过测量总压力，并利用这个关系，可以计算出仪器上方水柱的高度（即瞬时水深）。波浪高度计算： 当波浪经过仪器上方时，瞬时水深
h(t)会围绕一个平均水深h_mean上下波动。这个波动量η(t) = h(t) - h_mean就是仪器所在位置处的波面高程（相对于平均水面的高度）。通过连续记录η(t)随时间的变化，就得到了波浪的时间序列（波高记录）。主要结构组成：
压力传感器核心： 高灵敏度、高稳定性、低漂移的压力传感元件（如压阻式、压电式、电容式等）。
信号处理单元： 将传感器输出的微弱信号进行放大、滤波（去除高频噪声和低频漂移）、模数转换等处理。
数据存储/传输单元： 将处理后的数据存储在内部存储器中，或通过电缆（最常见）实时传输到岸上/船上的数据采集系统。部分现代型号也支持无线传输（如通过浮标平台上的无线模块）。
防水密封外壳： 采用耐腐蚀材料（如钛合金、不锈钢、工程塑料）制成，具有高的密封防水等级（通常达到几十米甚至几百米水深），保护内部电子元件。
电源： 内置电池（用于短期或自容式测量）或通过电缆供电（用于长期连续观测）。
连接器/电缆： 用于供电和数据传输的防水电缆及接头。
(可选) 温度传感器： 用于测量水温，因为水的密度ρ随温度变化，精确的压力-水深换算需要温度补偿。
主要特点与优势：
安装便捷： 只需将其沉放到目标水深位置即可，无需复杂的固定支架（如声学或雷达波高仪所需）。可以固定在海底、锚系浮标下方、码头结构上、实验水槽底部等。
测量点在水下： 不受水面泡沫、漂浮物、油污、雨雪、强风等水面干扰因素的影响。
相对坚固耐用： 设计用于水下恶劣环境。
可测量较大范围水深： 从浅水到深水均可适用，取决于仪器的压力量程和防水等级。
成本相对较低： 相比于一些非接触式波高仪（如雷达波高仪），通常成本更具竞争力。
可同步测量水深： 除了波高，也能提供精确的安装点水深信息。
主要应用场景：
近海/离岸波浪观测（固定平台、浮标系统）。
港口、码头、防波堤附近的波浪监测。
海岸工程（如护岸、沙滩养护）的波浪影响评估。
水利工程（水库、河道）的波浪观测。
船舶与海洋结构物水动力性能试验（水池试验）。
物理模型试验（水槽、港池中的波浪测量）。
水下作业环境（如潜水作业、水下施工）的波浪安全监测。
关键性能参数与技术考虑：
量程： 最大可测波高（通常与安装水深有关）和最大工作水深（耐压深度）。
精度： 波高测量精度（通常为厘米级或更高）。
分辨率： 可分辨的最小波高变化。
采样率： 数据采集频率（Hz）。需要足够高（通常几十Hz）才能准确捕捉波浪的细节，特别是高频波。
动态响应： 传感器对压力快速变化的响应能力。需要足够快才能跟上波浪运动。
零点漂移和温度漂移： 传感器随时间或温度变化产生的误差，越低越好。
输出信号/接口： 模拟输出（如4-20mA, 0-5V）或数字输出（如RS232, RS485, SDI-12, Modbus）。
电源要求： 电压、功耗。
防护等级： 防水、防腐蚀性能（IP68/IP69K, 材料选择）。
安装方式： 是否需要固定基座、配重等。
使用注意事项：
安装深度： 仪器应安装在平均水面以下足够深度，以避免波浪破碎时暴露在空气中。但也不宜过深，否则小波浪的信号会被淹没在静水压力中。通常建议安装在水深的1/2到2/3处。
动态压力修正： 对于压力式波高仪，其测量结果包含了动水压力分量（与水质点速度有关）。在浅水或大波陡情况下，这个分量可能显著，需要进行动力校正才能得到更准确的波面高程。现代智能波高仪通常内置或配套软件提供校正算法。
生物附着： 长期布放时，传感器膜片或外壳上的生物附着（如藤壶、藻类）会严重影响测量精度，需要定期清理或使用防污涂层。
电缆保护： 连接电缆需要妥善固定和保护，防止被船只、锚等挂断或磨损。
校准： 定期进行校准（通常在实验室压力罐中进行）以保证精度。
总结：
投入式波高仪（尤其是压力式）是一种可靠、实用、应用广泛的波浪测量工具。其水下安装、抗干扰、易于部署的特点使其在工程实践和科学研究中具有重要地位。选择时需要根据具体的应用场景（水深、波浪条件、安装方式、测量精度要求、长期/短期、成本预算等）来考虑其量程、精度、采样率、防护等级等关键参数，并注意安装深度和可能的动力校正需求。
它常与波浪方向仪、流速仪、潮位仪等其他海洋仪器配合使用，提供更全面的海洋环境信息。