[發明專利]一種利用太陽能供電的海洋內波測量裝置

有效

• 申請號: 201210399196.7
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN103411639A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 江興方;江鴻
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H02J7/00;B63B35/00
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 盧亞麗

技術領域

????本發明屬于一種集光、機、電于一體的裝置，用于海洋內波現場測量不同深度處海水的溫度、鹽度、密度的裝置。

背景技術

在陸地資源得到高度開發的今天，人們將目光轉移到海洋資源的開發上，由于潮汐、風、運動的船只，可能產生海洋內波，這種海洋層結狀況在鉛直方向上變化或者大尺度水平剪切流動造成的海洋內波，對于航行中的船只、潛水艇、石油鉆井平臺會產生強烈的影響，甚至產生毀滅性災難。

公開號為CN2679028的專利水下系留平臺裝置公開了一種圓柱形臥室系留平臺，前半球尾錐臺狀以減小水中阻力使系留平臺穩定性提高。但是采用水下系留平臺來控制溫度鹽度密度測量儀在水下深度時，電源問題沒有解決。

公開號為CN101441077A的一種內波測量系統，公開了一種海洋內波的測量系統。該系統將CTD安裝在漂浮平臺上，漂浮平臺可以在電機、收放絡車和系留索的作用下，上下運動，從而在不同的深度進行海洋內波的探測，該裝置存在的技術問題是無線通訊系統和內波測量系統都安裝在漂浮平臺上，而無線通訊系統隨著漂浮平臺在一定深度的海水中上下運動，影響信號的傳輸。

其系留平臺的作用是連接海底的錨泊系統和漂浮平臺，另外系留平臺內部的電池組還為該整個系統提供電源，但是電池組供電存在供電能力不足等問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的技術問題，本發明專利提供了一種利用太陽能供電的海洋內波測量裝置。

太陽能電池基于陽光，盡管太陽能電池板在海水中搖晃，但是只要見到太陽就能光生伏特，可以給無線電通訊系統供電，也可以給電機驅動器和電機供電。安裝一個穩壓裝置，就確保無線電通訊系統、電機驅動器和電機正常供電。

該裝置的技術構思為：（1）要求海面上的浮子能頂起太陽能電池，浮子的配重較大且由繩索向下拉，確保太陽能電池浮于海面之上；（2）太陽能電池給通訊系統提供穩定的電源，包括通訊系統的穩壓裝置；（3）水下的系留平臺通過電機在水下上下運動，溫度鹽度密度測量儀連接在系留平面上，隨系留平臺上下位置變化能測出不同水深處的海水溫度、鹽度和密度。電機驅動由太陽能電池提供能源；（4）電機轉動收緊系留平臺與海底之間的繩索時，系留平臺下移同時釋放系留平面與海面浮子之間的繩索，反之亦然，保持兩段繩索的長度之和就是海面與海底的距離基本不變。

根據該技術構思，利用太陽能供電的海洋內波測量裝置，其包括系留平臺5，安裝在系留平臺5上的測量裝置溫度、鹽度、密度測量儀4、電機驅動器6以及電機7，錨9以及將該裝置各部分連接的繩索，通訊系統10。所述該內波測量裝置設有太陽能電池板1以及太陽能電池板1的固定裝置、保持太陽能電池板相對穩定的繩索滑輪系統。

所述的太陽能電池板1的固定裝置為浮球2，所述浮球通過平臺上的繩索3與系留平臺5連接。所述平臺上的繩索3、平臺下的繩索8以及設置于系留平臺5上的至少4個的滑輪11組成繩索滑輪系統。所述平臺上的繩索3與平臺下的繩索8之和為海面與海底的距離。

所述系留平臺5內電機驅動器6接受通訊系統10發來的指令，驅動電機順時針或者逆時針轉動。電機逆時針旋轉時，平臺下繩索8收緊，平臺上繩索3釋放，系留平臺5下沉，溫度、鹽度、密度測量儀4能測量出較深處的溫度鹽度密度信息，并通過通訊系統發送數據傳遞到陸地工作站17；電機順時針旋轉時，系留平臺5上升，陸地工作站17可獲得海水較淺處的溫度鹽度密度信息。

所述通訊系統10安裝在浮球2上，通訊系統10包括與陸地工作站17收發信息的無線通訊裝置、穩壓裝置，提供電機驅動器6指令裝置。

所述太陽能電池板1由背板15、邊框13以及設置在背板15上的玻璃板12以及位于玻璃板12上的電池片15，背板15底部設有接線盒16構成。

太陽能電池的工作原理是，在純凈的半導體硅或鍺中摻入最外層電子數為3個的元素后構成P型半導體，摻入最外層電子數為5個的元素后構成N型半導體，P型半導體與N型半導體進行點面接觸形成了PN結，在光照條件下，PN結中電子產生移動，形成電勢差，將若干個PN結進行串聯與并聯形成了太陽能電池板1。

太陽能電池板1的兩極與通訊系統10中的穩壓裝置相連，給通訊系統10供電，同時通訊系統10中的穩壓裝置與電機驅動器6相連，一是將陸地工作站17傳來的信號由通訊系統10傳遞給電機驅動器6，發出給定的脈沖個數信息，從而驅動電機7轉動給定的角度，二是給電機驅動器6與電機7供電，完成收放繩索的任務。