一种利用太阳能供电的海洋内波测量装置

摘要

本发明公开了一种利用太阳能供电的海洋内波测量装置，其包括系留平台（5），安装在系留平台（5）上的测量装置温度、盐度、密度测量仪（4）、电机驱动器（6）以及电机（7），锚（9）以及将该装置各部分连接的绳索，通讯系统（10），所述该内波测量装置设有太阳能电池板（1）以及太阳能电池板（1）的固定装置、保持太阳能电池板相对稳定的绳索滑轮系统。本发明利用太阳能电池提供能源，不需要定时更换电池，确保现场测量装置长时间使用，另外本发明中的通讯系统安装在浮球组成的漂浮平台上，有利于信号的传输与接收。

说明书

技术领域

    本发明属于一种集光、机、电于一体的装置，用于海洋内波现场测量不同深度处海水的温度、盐度、密度的装置。

背景技术

在陆地资源得到高度开发的今天，人们将目光转移到海洋资源的开发上，由于潮汐、风、运动的船只，可能产生海洋内波，这种海洋层结状况在铅直方向上变化或者大尺度水平剪切流动造成的海洋内波，对于航行中的船只、潜水艇、石油钻井平台会产生强烈的影响，甚至产生毁灭性灾难。

公开号为CN2679028的专利水下系留平台装置公开了一种圆柱形卧室系留平台，前半球尾锥台状以减小水中阻力使系留平台稳定性提高。但是采用水下系留平台来控制温度盐度密度测量仪在水下深度时，电源问题没有解决。

公开号为CN101441077A的一种内波测量系统，公开了一种海洋内波的测量系统。该系统将CTD安装在漂浮平台上，漂浮平台可以在电机、收放络车和系留索的作用下，上下运动，从而在不同的深度进行海洋内波的探测，该装置存在的技术问题是无线通讯系统和内波测量系统都安装在漂浮平台上，而无线通讯系统随着漂浮平台在一定深度的海水中上下运动，影响信号的传输。

其系留平台的作用是连接海底的锚泊系统和漂浮平台，另外系留平台内部的电池组还为该整个系统提供电源，但是电池组供电存在供电能力不足等问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明专利提供了一种利用太阳能供电的海洋内波测量装置。

太阳能电池基于阳光，尽管太阳能电池板在海水中摇晃，但是只要见到太阳就能光生伏特，可以给无线电通讯系统供电，也可以给电机驱动器和电机供电。安装一个稳压装置，就确保无线电通讯系统、电机驱动器和电机正常供电。

该装置的技术构思为：（1）要求海面上的浮子能顶起太阳能电池，浮子的配重较大且由绳索向下拉，确保太阳能电池浮于海面之上；（2）太阳能电池给通讯系统提供稳定的电源，包括通讯系统的稳压装置；（3）水下的系留平台通过电机在水下上下运动，温度盐度密度测量仪连接在系留平面上，随系留平台上下位置变化能测出不同水深处的海水温度、盐度和密度。电机驱动由太阳能电池提供能源；（4）电机转动收紧系留平台与海底之间的绳索时，系留平台下移同时释放系留平面与海面浮子之间的绳索，反之亦然，保持两段绳索的长度之和就是海面与海底的距离基本不变。

根据该技术构思，利用太阳能供电的海洋内波测量装置，其包括系留平台5，安装在系留平台5上的测量装置温度、盐度、密度测量仪4、电机驱动器6以及电机7，锚9以及将该装置各部分连接的绳索，通讯系统10。所述该内波测量装置设有太阳能电池板1以及太阳能电池板1的固定装置、保持太阳能电池板相对稳定的绳索滑轮系统。

所述的太阳能电池板1的固定装置为浮球2，所述浮球通过平台上的绳索3与系留平台5连接。所述平台上的绳索3、平台下的绳索8以及设置于系留平台5上的至少4个的滑轮11组成绳索滑轮系统。所述平台上的绳索3与平台下的绳索8之和为海面与海底的距离。

所述系留平台5内电机驱动器6接受通讯系统10发来的指令，驱动电机顺时针或者逆时针转动。电机逆时针旋转时，平台下绳索8收紧，平台上绳索3释放，系留平台5下沉，温度、盐度、密度测量仪4能测量出较深处的温度盐度密度信息，并通过通讯系统发送数据传递到陆地工作站17；电机顺时针旋转时，系留平台5上升，陆地工作站17可获得海水较浅处的温度盐度密度信息。

所述通讯系统10安装在浮球2上，通讯系统10包括与陆地工作站17收发信息的无线通讯装置、稳压装置，提供电机驱动器6指令装置。

所述太阳能电池板1由背板15、边框13以及设置在背板15上的玻璃板12以及位于玻璃板12上的电池片15，背板15底部设有接线盒16构成。

太阳能电池的工作原理是，在纯净的半导体硅或锗中掺入最外层电子数为3个的元素后构成P型半导体，掺入最外层电子数为5个的元素后构成N型半导体，P型半导体与N型半导体进行点面接触形成了PN结，在光照条件下，PN结中电子产生移动，形成电势差，将若干个PN结进行串联与并联形成了太阳能电池板1。

太阳能电池板1的两极与通讯系统10中的稳压装置相连，给通讯系统10供电，同时通讯系统10中的稳压装置与电机驱动器6相连，一是将陆地工作站17传来的信号由通讯系统10传递给电机驱动器6，发出给定的脉冲个数信息，从而驱动电机7转动给定的角度，二是给电机驱动器6与电机7供电，完成收放绳索的任务。

------------------------------    本专利利用太阳能电池提供能源，不需要定时更换电池，确保现场测量装置长时间使用，另外本发明中的通讯系统安装在浮球组成的漂浮平台上，有利于信号的传输与接收。

附图说明

图1为本发明利用太阳能供电的海洋内波测量装置的结构图。

图2为本发明利用太阳能供电的海洋内波测量装置的绳索滑轮系统结构图。

图3为本发明利用太阳能供电的海洋内波测量装置的运动绳索走向分析图。

图4为本发明利用太阳能供电的海洋内波测量装置的太阳能电池板结构图。

图5为本发明利用太阳能供电的海洋内波测量装置与陆地工作站图。

图中1-太阳能电池板，2.-浮球，3-平台上绳索，4-温度、盐度、密度测量仪，5-系留平台，6-电机驱动器，7-电机，8-平台下绳索，9-锚，10-通讯系统，11-拉紧平台上绳索用滑轮，12-.玻璃，13-边框，14-太阳能电池片，15-背板，16-接线盒，17-陆地工作站。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个具体实施方式做进一步的说明。

太阳能供电的海洋内波测量装置，其包括系留平台5，安装在系留平台5上的测量装置温度、盐度、密度测量仪4、电机驱动器6以及电机7，锚9，通讯系统10，所述的锚9为多爪锚固定在海底，锚9与系留平台5之间由平台下的绳索8连接，系留平台5与浮球2通过平台上的绳索3连接。

所述的太阳能电池板1的固定装置为浮球2，所述平台上的绳索3、平台下的绳索8以及设置于系留平台5上的至少4个的滑轮11组成绳索滑轮系统。所述平台上的绳索3与平台下的绳索8之和为海面与海底的距离。

所述系留平台5内电机驱动器6接受通讯系统10发来的指令，驱动电机顺时针或者逆时针转动。电机逆时针旋转时，平台下绳索8收紧，平台上绳索3释放，系留平台5下沉，温度、盐度、密度测量仪4能测量出较深处的温度盐度密度信息，并通过通讯系统发送数据传递到陆地工作站17；电机顺时针旋转时，系留平台5上升，陆地工作站17可获得海水较浅处的温度盐度密度信息。本发明中，系留平台3上升，下降，浮球2保持在海面的位置，太阳能电池板和通讯系统始终保持在海面上。

所述通讯系统10安装在浮球2上，通讯系统10包括与陆地工作站17收发信息的无线通讯装置、稳压装置、提供电机驱动器指令装置。

所述太阳能电池板由背板15、边框13以及设置在背板15上的玻璃板12以及位于玻璃板12上的电池片14，背板15底部设有接线盒16构成。

太阳能电池的工作原理是，在纯净的半导体硅或锗中掺入最外层电子数为3个的元素后构成P型半导体，掺入最外层电子数为5个的元素后构成N型半导体，P型半导体与N型半导体进行点面接触形成了PN结，在光照条件下，PN结中电子产生移动，形成电势差，将若干个PN结进行串联与并联形成了太阳能电池板1。

太阳能电池板1的两极与通讯系统10中的稳压装置相连，给通讯系统10供电，同时通讯系统10中的稳压装置与电机驱动器相连，一是将陆地传来的信号由通讯系统10传递给电机驱动器6，发出给定的脉冲个数信息，从而驱动电机7转动给定的角度，二是给电机驱动器6与电机7供电，完成收放绳索的任务。