CN104833479A - 一种波浪能测量装置 - Google Patents

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倪云林
高远
高华春
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Abstract

本发明公开了一种波浪能测量装置，包括配重箱、连接板以及设于两者之间的弹性水囊，所述弹性水囊的内部设有用于连接配重箱和连接板的伸缩机构；所述弹性水囊上设有进水口和出水口，所述进水口或出水口处设有水流量传感器；还包括设置在连接板上的集成装置，所述集成装置内设有单片机、电源模块、无线发射模块和GPS模块；所述水流量传感器、无线发射模块、电源模块以及GPS模块均与单片机相连。本发明通过水流量传感器能够准确测量所处水域的波浪能大小，并通过无线发射装置实现数据的实时传输，科学家可以准确的测得不同海域的波浪能大小，从而决定选择合理的海域投放合理数量的波浪能吸收装置。

Description

一种波浪能测量装置
技术领域
本发明涉及一种波浪能测量装置，属于海洋波浪能利用领域。
背景技术
波浪能是指海洋表面波浪所具有的动能和势能。波浪的能量与波高的平方、波浪的运动周期以及迎波面的宽度成正比。
全世界波浪能的理论估算值也为109kW量级。利用中国沿海海洋观测台站资料估算得到，中国沿海理论波浪年平均功率约为1.3×107kW。但由于不少海洋台站的观测地点处于内湾或风浪较小位置，故实际的沿海波浪功率要大于此值。其中浙江、福建、广东和台湾沿海为波能丰富的地区。波浪能量如此巨大，存在的如此广泛，自古吸引着沿海的能工巧匠们，想尽各种办法，企图驾驭海浪为人所用。水力可以满足全世界3倍的能源。
波浪能是海洋能源中能量最不稳定的一种能源，如何从最不稳定的能源中收集到更多的能量成为了无数学者研究的问题之一。
波浪能是由风把能量传递给海洋而产生的，它实质上是吸收了风能而形成的，因此不同海域的波浪能是不一样的，有些地方的波浪能利用率高，而有些地方的利用率低，如何能够测定不同海域波浪能的大小从而合理的设置波浪能吸收装置成了一大难题。
发明内容
本发明提供一种波浪能检测装置，该装置通过水流量传感器能够准确测量所处水域的波浪能大小，并通过无线发射装置实现数据的实时传输，科学家可以准确的测得不同海域的波浪能大小，从而决定选择合理的海域投放合理数量的波浪能吸收装置。
本发明技术方案如下：本发明一种波浪能检测装置，包括配重箱、连接板以及设于两者之间的弹性水囊，所述弹性水囊的内部设有用于连接配重箱和连接板的伸缩机构；其特征在于，所述弹性水囊上设有进水口和出水口，所述进水口或出水口处设有水流量传感器；还包括设置在连接板上的集成装置，所述集成装置内设有单片机、电源模块、无线发射模块和GPS模块；所述水流量传感器、无线发射模块、电源模块以及GPS模块均与单片机相连。
所述电源模块采用蓄电池。
所述单片机采用AT89S51单片机。
所述GPS模块采用SIRF四代通用GPS模块，型号为MN3801A。
所述连接板上设有防护罩，所述配重箱和弹性水囊均设于防护罩内部。
所述伸缩机构包括伸缩杆和套接在伸缩杆上的伸缩弹簧；所述伸缩机构有若干个，均匀分布在弹性水囊的内部。
所述配重箱中设有若干个配重块。
所述连接板与浮体相连，设于浮体的上部。
所述进水口和出水口分别设有对应的进水阀和出水阀。
所述防护罩为密封弹性防护罩。
本发明提供一种波浪能检测装置，通过水流量传感器可以测得水流进入弹性水囊或者流出弹性水囊的水流量大小及其速率，从而判断出当前海平面的波浪的颠簸程度；水流量传感器将数据信息传送给单片机，然后通过无线发射模块传送到操作人员的工作电脑上，同时GPS模块可以让操作人员准确的了解检测装置所处海域具体位置，进行准确的数据记录测量；通过一段的测量能够得出所需检测海域的波浪能大小，为合理安排投放波浪能吸收装置做好前期的准备工作。本发明结构简单，使用方便，并且准确性非常高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的原理框图。
图中：1-配重箱；11-配重块；2-连接板；3-弹性水囊；4-伸缩机构；41-伸缩杆；42-伸缩弹簧；5-进水口；6-出水口；7-防护罩；8-水流量传感器；9-集成装置。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种波浪能检测装置，包括配重箱1、连接板2以及设于两者之间的弹性水囊3，所述弹性水囊3的内部设有用于连接配重箱1和连接板2的伸缩机构4；所述弹性水囊3上设有进水口5和出水口6，所述进水口5或出水口6处设有水流量传感器8；还包括设置在连接板2上的集成装置9，所述集成装置9内设有单片机、电源模块、无线发射模块和GPS模块；
如图2所示，所述水流量传感器8、无线发射模块、电源模块以及GPS模块均与单片机相连。所述电源模块采用蓄电池。所述单片机采用AT89S51单片机，AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k BytesISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。所述GPS模块采用SIRF四代通用GPS模块，型号为MN3801A。本发明水流量传感器可以使用FR型电子式流量传感器。
本发明的单片机、GPS模块和水流量传感器不仅局限于这几种型号。
本发明所述连接板2上设有防护罩7，所述配重箱1和弹性水囊3均设于防护罩7内部。所述伸缩机构4包括伸缩杆41和套接在伸缩杆41上的伸缩弹簧42；所述伸缩机构4有若干个，均匀分布在弹性水囊3的内部。所述配重箱1中设有若干个配重块11。所述连接板2与浮体相连，设于浮体的上部。所述进水口5和出水口6分别设有对应的进水阀和出水阀。所述防护罩7为密封弹性防护罩。
本发明工作过程如下：
首先投放到所需检测的海域，将连接板与浮体连接，本发明装置漂浮在海面上，海平面起伏不定，使得浮体上下运动，带动本发明装置运动，配重箱一开始与伸缩机构处于平衡状态，当发生剧烈摇晃运动的时候，配重箱在惯性运动的作用下，上下来回运动，不断的压缩伸缩机构，使得弹性水囊不断的被压扁在恢复到原来的形状；在压缩过程中，出水口出水，恢复状态中，进水口进水，此时设置在进水口或者出水口的水流量传感器，图中1所示是设置在出水口处，水流量传感器可以测得水流流出弹性水囊的水流量大小及其速率，从而判断出当前海平面的波浪的颠簸程度；水流量传感器将数据信息传送给单片机，然后通过无线发射模块传送到操作人员的工作电脑上，同时GPS模块可以让操作人员准确的了解检测装置所处海域具体位置，进行准确的数据记录测量；通过一段的测量能够得出所需检测海域的波浪能大小，为合理安排投放波浪能吸收装置做好前期的准备工作。本发明结构简单，使用方便，并且准确性非常高。

Claims (6)

1.一种波浪能测量装置，包括配重箱(1)、连接板(2)以及设于两者之间的弹性水囊(3)，所述弹性水囊(3)的内部设有用于连接配重箱(1)和连接板(2)的伸缩机构(4)；其特征在于：所述弹性水囊(3)上设有进水口(5)和出水口(6)，所述进水口(5)或出水口(6)处设有水流量传感器(8)；还包括设置在连接板(2)上的集成装置(9)，所述集成装置(9)内设有单片机、电源模块、无线发射模块和GPS模块；所述水流量传感器(8)、无线发射模块、电源模块以及GPS模块均与单片机相连。
2.根据权利要求1所述的一种波浪能测量装置，其特征在于：所述电源模块采用蓄电池。
3.根据权利要求1所述的一种波浪能测量装置，其特征在于：所述单片机采用AT89S51单片机。
4.根据权利要求1所述的一种波浪能测量装置，其特征在于：所述GPS模块采用SIRF四代通用GPS模块，型号为MN3801A。
5.根据权利要求1所述的一种波浪能测量装置，其特征在于：所述连接板(2)上设有防护罩(7)，所述配重箱(1)和弹性水囊(3)均设于防护罩(7)内部。
6.根据权利要求1所述的一种波浪能测量装置，其特征在于：所述伸缩机构(4)包括伸缩杆(41)和套接在伸缩杆(41)上的伸缩弹簧(42)；所述伸缩机构(4)有若干个，均匀分布在弹性水囊(3)的内部。
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