CN114221454A - 一种水下超声无线电能传输装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了水下超声无线电能传输装置及方法，传输装置，包括：超声发射组件，其包括第一腔体和发射换能器，第一腔体具有顶部开口且内部设置有承载部，承载部将第一腔体分隔为相互贯通的上腔体和下腔体，发射换能器置于承载部上且其发射面朝向顶部开口，第一腔体内容纳有液态金属；换能接收组件，其包括第二腔体和接收换能器，第二腔体具有底部开口且内置接收换能器，接收换能器的接收面朝向底部开口；驱动组件，其用于在液态金属为液态时，驱动液态金属移动；在无线电能传输时，第一腔体和第二腔体对接，驱动组件驱动呈液态的液态金属移动，以包覆发射换能器和至少所述接收换能器的接收面。本发明能够提高电能传输效率，且提升装置布置灵活性。

Description

一种水下超声无线电能传输装置及方法

技术领域

本发明涉及水下设备供电技术领域，尤其涉及一种水下超声无线电能传输装置及方法。

背景技术

超声无线电传输是一种新型的中短距离输电方式，这种输电方式具有方向性强、能量易于集中、无电磁干扰等优点，在液体和固体介质传播过程中衰减比较弱，因此，超声无线电传输多应用于液体和固体介质中。

现有水下超声无线电能传输中采用的传输介质均采用单一固定介质，例如天然海水、在发射换能器和接收换能器之间固定设置金属板等。

超声无线电传输过程中，通常水下使用的换能器多以压电陶瓷为能量转换器件，能量的发射接收端是金属，能量经过“发射端压电陶瓷->金属->海水->金属->接收端压电陶瓷”的传输过程，海水与金属的阻抗匹配仍有一定的差距，在换能器和水的能量交换界面会产生较大的能量损耗，导致效率一般在40%以内，很难提升，制约水下超声无线电能传输效率。

在使用金属传输介质时，需要保证换能器和金属是紧密贴合的，因此换能器无法离开金属介质，不适合海洋水下设备的远程无线供电场景，应用方式不灵活。

发明内容

本发明的实施例的目的之一在于提供一种水下超声无线电能传输装置，在无线电能传输期间，采用液化的液态金属作为传输介质，匹配与换能器之间的阻抗，提高电能传输效率，且通过第一腔体和第二腔体可分离设置，灵活使用该传输装置。

为实现上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

本申请涉及一种水下超声无线电能传输装置，其特征在于，包括：

超声发射组件，其包括第一腔体和发射换能器，所述第一腔体具有顶部开口且内部设置有承载部，所述承载部将所述第一腔体分隔为相互贯通的上腔体和下腔体，所述发射换能器置于所述承载部上且其发射面朝向所述顶部开口，所述第一腔体内容纳有液态金属；

换能接收组件，其包括第二腔体和接收换能器，所述第二腔体具有底部开口且内置所述接收换能器，所述接收换能器的接收面朝向所述底部开口；

驱动组件，其用于在所述液态金属为液态时，驱动所述液态金属移动；

在无线电能传输时，所述第一腔体和第二腔体对接并围成与水下环境连通的空间，所述驱动组件驱动呈液态的液态金属移动，以包覆所述发射换能器和至少所述接收换能器的接收面；

其中在所述第一腔体和第二腔体对接时，所述接收面和发射面相对且两者之间具有间隙。

在本申请中，所述发射换能器设置在所述承载部的中间位置处，且所述承载部上开设有环绕所述发射换能器至少一个贯通部，用于连通所述上腔体和下腔体。

在本申请中，所述承载部的上表面从其连接所述第一腔体的内侧壁的部分至所述贯通部倾斜向下。

在本申请中，所述驱动组件包括：

液压电机，其用于提供液压能；

液压缸，其接收所述液压能；

活塞，其能够伸出或缩回所述液压缸，所述活塞伸入所述下腔体内，用于位于所述下腔体内的液态金属推动至所述上腔体内或将液态金属回流至所述下腔体内。

在本申请中，所述水下超声无线电能传输装置还包括：

加热部件，其用于将呈固态的液态金属加热成液态。

在本申请中，所述加热部件为高频感应加热线圈，且设置在所述承载部朝向所述下腔体的表面上。

在本申请中，所述水下超声无线电能传输装置还包括：

至少一个第一温度传感器，其用于检测所述上腔体内介质的温度；

至少一个第二温度传感器，其用于检测所述下腔体内介质的温度。

与现有技术相比，本申请提供的水下超声无线电能传输方法具有如下优点和有益效果：

（1）在超声无线电能传输时，第一腔体和第二腔体对接，使顶部开口和底部开口相对并形成与水下环境连通的空间，且发射面和接收面相对且两者之间具有间隙，驱动组件驱动呈液态的液态金属移动，以使液态金属包覆发射换能器、至少接收面及发射面和接收面之间的间隙，使得在超声无线电能传输时，将呈液态的液态金属作为传输介质，提高发射换能器、接收换能器和传输介质之间的阻抗匹配程度，降低换能器和传输介质之间能量交换界面处的能量损耗，从而提高电能传输效率；

（2）在不进行超声无线电能传输时的常规水下环境下，第一腔体和第二腔体分离，且液态金属处于第一腔体内，使该传输装置灵活使用，方便水下环境中使用。

本申请还涉及一种水下超声无线电能传输方法，其利用如上所述的水下超声无线电能传输装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

将所述第一腔体和第二腔体对接；

在液态金属呈液态时，所述驱动组件工作，以推动所述液态金属移动，包覆所述发射换能器和至少所述接收换能器的接收面；

控制开始超声无线电能传输过程；

其中在超声无线电能传输过程中，使液态金属保持呈液态。

在本申请中，在完成电能传输过程后，还执行以下步骤：

控制结束超声无线电能传输过程；

在液态金属呈现液态时，所述驱动组件工作，以推动所述液态金属移动，回流至所述下腔体内。

在本申请中，水下超声无线电能传输方法，在开始超声无线电能传输过程之前，还包括如下步骤：

检测所述上腔体内海水的水温和所述下腔体内液态金属的温度是否均大于所述液态金属的熔点。

结合附图阅读本发明的具体实施方式后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出的水下超声无线电能传输装置一实施例的结构图一，此时该传输装置处于非电能传输过程；

图2是本发明提出的水下超声无线电能传输装置一实施例的结构图二，此时该传输装置处于待电能传输过程；

图3是本发明提出的水下超声无线电能传输装置一实施例的结构图二，此时该传输装置处于电能传输过程；

图4是本发明提出的水下超声无线电能传输方法一实施例的流程图；

图5是本发明提出的水下超声无线电能传输方法一实施例结束无线电能传输的流程图。

附图标记：

100-接收换能组件；110-第二腔体；120-接收换能器；130-溢流口；140-凸台；

200-超声发射组件；210-第一腔体；211-下腔体；212-上腔体；220-发射换能器；230-液态金属；240-承载部；241-贯通部；250-加热部件；260-第一温度传感器；260'-第二温度传感器；270-驱动组件；271-液压电机；272-液压缸；273-活塞；280-控制箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为了提高水下超声无线电能传输的效率，本申请涉及一种水下超声无线电能传输装置（如下简称传输装置），实现更好地匹配传输介质与换能器之间的阻抗，从而提高电能传输效率。

由于三大洋（除了北冰洋）表面年平均水温约为17.4℃，水温一般随深度增加而降低，深于3000米处温度可低至1℃~2℃，占大洋总体积75%的海水温度在0℃~6℃之间。

本申请基于海水这一温度统计特性，利用液态金属在常温10℃~20℃范围内可在液态和固态之间相互转换的特性，在水下超声无线电能传输过程中，利用液态的液态金属替代海水，作为传输介质，提高能量传输界面处的阻抗匹配度，从而提高电能传输效率。

在本申请中，选择熔点在20℃左右的液态金属，例如，熔点在25℃左右的镓铟合金、镓锌合金。

参见图1至图3，其示出该传输装置的结构。

该传输装置包括超声发射组件200、换能接收组件100、驱动组件270和控制箱280。

超声发射组件200包括第一腔体210和发射换能器220，其中发射换能器220用于将高频交流电转换为超声波机械能。

熟知的，超声发射组件200还包括整流电路（未示出）、逆变电路（未示出）和匹配电路（未示出）。

整流电流用于将交流市电转换为稳定直流电；逆变电路用于将直流电转换为交流电；匹配电路用于将交流电变为与发射换能器匹配的高频交流电。

在本申请中，重点关心发射换能器220和其所在的第一腔体210。

第一腔体210具有顶部开口且内部具有承载部240，该第一腔体210的结构形式可以是圆柱体结构，也可以是长方体结构，在此不做限制。

该承载部240可以设置为一个承载板，其将第一腔体210划分为上下连通的上腔体212和下腔体211。

在承载部240上可以开设至少一个贯通部241，实现上腔体212和下腔体211的贯通。

该贯通部241可以为在承载部240上间隔设置的若干个贯通孔，或者在承载部240上开设一个贯通环形槽，只要实现上腔体212和下腔体211的贯通即可。

发射换能器220设置在承载部240上，且其发射面朝向顶部开口。

在本申请中，发射换能器220设置在承载部240的中心位置处，且贯通部241环绕发射换能器220开设，便于第一腔体210内的液态金属230在其呈液态时，能够通过贯通部241移动。

参见图1，在非电能传输状态下，液态金属230存储于下腔体211内。

在需要电能传输时，参见图2，驱动组件270驱动呈液态的液态金属230，穿过贯通部241从下腔体211内移动至上腔体212内。

在本申请中，参见图1至图3，驱动组件270包括液压电机271、液压缸272和活塞273，其中活塞273位于下腔体211中。

液压电机271提供液压动力，液压缸272接收液压动力并转换为活塞273的直线上下运动，能够使在液态金属230呈液态时，通过液压电机271和液压缸272驱动活塞273伸出将下腔体211内的液态金属230穿过贯通部241推动至上腔体212中（参见图1变化至图2），或者通过驱动活塞273缩回将呈液态的液态金属230从上腔体212回流至下腔体211内（参见图2/图3变化至图1）。

液压电机271连接控制箱280，控制液压电机271的执行动作，其中控制箱280设置在第一腔体210外部。

发射换能器220的走线通过承载部240上预留的水密插接件（未示出）和第一腔体210侧壁上的预留的水密插接件（未示出）与控制箱280连接。

参见图1至图3，换能接收组件100包括第二腔体110和接收换能器120，其中接收换能器120用于将超声波机械能转换为高频电能输出。

熟知的，换能接收组件100还包括整流电路（未示出）、稳压电路（未示出）和充电电路（未示出）。

整流电流用于将转换后的高频电能转换直流电；稳压电路用于将直流电进行整流稳压，变为水下测量装置匹配的电流；充电电路用于为向水下测量装置充电。

在本申请中，重点关心接收换能器120和其所在的第二腔体110。

其中接收换能器120的走线通过第二腔体110上预留的走线插接头，与用电负载连接。

第二腔体110具有底部开口，接收换能器120置于第二腔体110内且接收面朝向底部开口。

第二腔体110的结构与第一腔体210的结构适配，使得第一腔体210和第二腔体110能够在其顶部开口和底部开口处对接。

在第一腔体210和第二腔体110对接时，形成与水下环境连通的空间，且发射换能器220的发射面和接收换能器120的接收面相对且具有一定间隙，参见图3。

为了便于海水排入排出，在第二腔体110的侧壁上开设有溢流口130，参见图1至图3。

参见图3，在第一腔体210和第二腔体110对接时，形成的封闭空间通过该溢流口130与水下环境连通。

参见图1至图3，在第二腔体110内的中间位置处设置有凸台140，该接收换能器120设置在该凸台140上。

若水下环境的水温本身能够大于液态金属230的熔点，则，液态金属230会一直保持液态。

参见图1，在非电能传输状态下，液态金,230置于下腔体211内。

在电能传输状态下，参见图3，第一腔体210和第二腔体110对接，驱动组件270驱动液态金属230进入上腔体212内，并进而进入第二腔体110内，使液态金属230包覆发射换能器220、发射换能器220和接收换能器120之间的间隙、以及至少接收换能器120的接收面（参见图3），使得在电能传输过程中，使液态金属230作为传输介质，提升其与发射换能器220和接收换能器120两者之间的阻抗匹配，从而提高电能传输效率。

参见图1至图3，在本申请中，承载部240的上表面从其连接第一腔体210的内侧壁的部分至贯通部241倾斜向下，用于液态金属230向中间流动，便于在完成超声无线电能传输时将液态金属230回收至下腔体211内。

在完成电能传输时，驱动组件270驱动液态金属230回收至下腔体211内，此后第一腔体210可以与第二腔体110分离。

若水下环境的水温不足以达到液态金属230的熔点，则在本申请中，参见图1至图3，该传输装置还包括加热部件250，用于对呈固态的液态金属230加热。

该加热部件250设置在下腔体211内，具体设置在承载部240的下表面上。

该加热部件250采用加热线圈，其为环形的高频感应加热线圈，其与控制箱280电连接。

在本申请中，利用高频感应加热线圈的电涡流效应大面积加热液态金属，此种加热方式加热速度快、加热结构简单易安装使用。

在替代性实施例中，加热部件250也可以用电热管、电热盘的方式替换。

为了使在电能传输状态下液态金属230保持液态，在本申请中，设置有至少一个第一温度传感器（示出其中一个第一温度传感器260）和至少一个第二温度传感器（示出其中一个第二温度传感器260'）。

各第一温度传感器260用于检测液态金属230当前状态是固态还是液态。

在本申请中，参见图1至图3，该至少一个第一温度传感器230设置在下腔体211的侧壁上，其探头伸入下腔体211内部。

各第二温度传感器260'用于检测上腔体212内的介质的温度。

在本申请中，该第二温度传感器260'设置在上腔体212的侧壁上，其探头伸入上腔体212内部。

参见图1，在非电能传输状态下，液态金属230由于海水的水温较低而呈固态，此时存储于下腔体211内，海水会通过顶部开口进入上腔体212内，此时，第一温度传感器260用于检测液态金属230的温度，第二温度传感器260'用于检测海水的水温。

在本申请中，超声发射组件100及控制箱280、各第一温度传感器260及各第二温度传感器260'可以整个封装在水下供电设备的壳体（未示出）中，不与水下环境接触，而仅保留顶部开口，用于与接收换能组件200对接。

参见图1至图4，描述该装置进行电能传输的过程。

S41：第一腔体210和第二腔体110对接。

参见图3，在进行电能传输时，需要将第一腔体210和第二腔体110对接，以将发射换能器220的发射面和接收换能器120的接收面相对且两者之间具有间隙。

此时第一腔体210和第二腔体110围成空间，该空间仅通过第二腔体110上的溢流口130与水下环境连通，用于海水的流入/流出。

S42：在液态金属230的状态为液态时，驱动组件270工作，以推动液态金属230移动，包覆发射换能器220以及至少接收换能器120的接收面。

如上描述了，水下环境的水温本身能够大于液态金属230的熔点时，液态金属230持续保持呈液态。

在常规的海洋水下环境，大部分环境条件基本能保证液态金属230以固态形式存在，没有流动、晃动，不会因为水下供电设备的姿态摇摆、倾覆等产生流出损耗，不影响水下供电设备的运动姿态控制。

即，常规的海洋水下环境下，水下环境的水温不足以达到液态金属230的熔点时，在开始超声无线电能传输过程之前，需要配合各第一温度传感器260、各第二温度传感器260'和加热部件250，使液态金属230在电能传输过程中保持液态，从而使得在开始电能传输过程时，驱动组件270能够推动液态金属230（参见图2）。

具体地，在开始超声无线电能传输过程之前，由于此时液态金属230存储于下腔体211内（参见图1），而上腔体212和第二腔体110内是海水，因此，需要首先检测海水的水温，判断从下腔体211流出的液体金属230是否需要补热。

如上所述的，采用第二温度传感器260'检测海水的温度。

之后，检测液态金属230的温度，判断液态金属230的当前状态是否为液态。

如上所述的，采用第一温度传感器260检测液态金属230的温度。

基于液态金属230的熔点与第一温度传感器260和第二温度传感器260'反馈的温度，判断液态金属230是否低于熔点，若是，液态金属230处于固态。无法推动，若否，液态金属230处于液态，可推动。

若第二温度传感器260'反馈的水温大于液态金属230的熔点，表示无需使用加热部件250进行补热，且若第一温度传感器260反馈的液态金属230的温度大于液态金属230的熔点，表示液态金属230的当前为液态。

在液态金属230为液态后，控制驱动组件270工作，使活塞273伸出并推动液态金属230穿过贯通部241从下腔体211进入上腔体212内，并进而进入第二腔体110内，使液态金属230包覆发射换能器220、发射换能器220和接收换能器120之间的间隙、以及至少接收换能器120的接收面（参见图3）。

若第二温度传感器260'反馈的水温小于液态金属230的熔点、和/或第一温度传感器260反馈的液态金属230的温度小于液态金属230的熔点，都需要控制加热部件150工作，为液态金属230加热，保持液态金属230液化，直至第一温度传感器260和第二温度传感器260'中任一个反馈的温度都大于液态金属230的熔点，才停止加热部件250工作。

在本申请中，设置第一温度传感器260和第二温度传感器260'的检测温度点应略高于液态金属230的熔点，以便于有足够的反馈控制时间和热传递时间。

当任何一个温度传感器的测温点测到的温度低于该检测温度点时，控制箱280控制加热部件250工作，加热液态金属130，直到任一个温度传感器测量的温度高于该检测温度点，则停止加热。

需要说明的是，在超声无线电能传输过程中，实时监测液态金属230的温度，使液态金属230保持呈液态，以防液态金属230因海水温度低，散热后导致固化，将发射换能器220和接收换能器120固定连接在一起，一旦因为姿态不稳造成对接活动，会产生换能器损坏。

上述过程一直持续，等待超声无线电能传输过程结束。

S43：控制开始开始超声无线电能传输过程。

如上S42中所述的，将液态金属230由驱动组件270推动至包覆发射换能器220以及至少接收换能器120的接收面之后，控制箱280控制驱动发射换能器220工作，开始超声无线电能传输过程。

在超声无线电能传输过程中，将液态金属230作为传输介质，提升其与发射换能器220和接收换能器120两者之间的阻抗匹配，从而提高电能传输效率。

参见图、5，其示出了该传输装置在完成电能传输过程后的流程图。

S51：控制结束超声无线电能传输过程。

在完成超声无线电能传输过程后，控制箱280停止为发射换能器220供电，结束超声无线电能传输过程。

S52：在液态金属230呈现液态时，驱动组件270工作，以推动液态金属230移动，回流至下腔体211内。

如上描述了，水下环境的水温本身能够大于液态金属230的熔点时，液态金属230持续保持呈液态。

如上所述的，在常规的海洋水下环境下，水下环境的水温不足以达到液态金属230的熔点时，在开始回收液态金属230之前，需要配合各第一温度传感器260、各第二温度传感器260'和加热部件250，使液态金属230保持液态，从而使得在电能传输过程结束时，驱动组件270能够推动液态金属230回流至下腔体211内。

具体地，接收各第一温度传感器260和各第二温度传感器260'反馈的温度，并实时与液态金属230的熔点进行比较，若判断任一传感器反馈的温度均均高于熔点，表示液态金属230当前处于液态，可以回收，若否，液态金属230处于固态，无法回收。

若液态金属230为液态，则控制箱280控制驱动组件270工作，使活塞273缩回并使液态金属230穿过贯通部214回收至下腔体211内，参见图3->图2->图1的变化过程。

若液态金属230为固态，则需要控制加热部件250工作，为液态金属230加热，保持液态金属230液化，直至第一温度传感器260和第二温度传感器260'中任一个反馈的温度都大于液态金属230的熔点。

此时，才可对液态金属230进行回收，之后，控制箱280控制驱动组件270工作，使活塞273缩回并使液态金属230穿过贯通部241回收至下腔体211内。

需要说明的是，待活塞273缩回至最低位置处，可能仍会有一部分残留液态金属230滞留在上腔体212内，此时保持加热部件250加热若干分钟，并可通过水下供电设备所在平台进行适当姿态调整，使液体金属230流动，确保尽可能多的液态金属230回流至下腔体211内，之后停止加热部件250工作。

在本申请的实施例中，液态金属230选择的熔点高于海水平均温度，保证大部分常规海洋水下环境下，液态金属230是以固态存储与下腔体中的，如此，在第一腔体210和第二腔体110分离布置时，液态金属230以固态形式存在，没有流动、晃动，不会因为水下供电设备的姿态摇摆、倾覆等产生流出损耗，不影响水下供电设备的运动姿态控制。

而在超声无线电能传输时，将液态金属230从固态加热成液态，代替水作为传输介质，提升其与发射换能器220和接收换能器120之间的阻抗匹配，提升电能传输效率。

在本申请中，可以将超声发射组件200和换能接收组件100进行模块化设计，可以分别融入水下供电设备和水下用电设备中；也可以作为相应设备的外挂，通过预留接线接口，通过线缆、接头连接，作为辅助供电模块；且在不进行电能传输时，液态金属230以固态形成存储于下腔体211中，超声发射组件200和换能接收组件100能够分离布置，提高了该传输装置的布置灵活性。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种水下超声无线电能传输装置，其特征在于，包括：

超声发射组件，其包括第一腔体和发射换能器，所述第一腔体具有顶部开口且内部设置有承载部，所述承载部将所述第一腔体分隔为相互贯通的上腔体和下腔体，所述发射换能器置于所述承载部上且其发射面朝向所述顶部开口，所述第一腔体内容纳有液态金属；

换能接收组件，其包括第二腔体和接收换能器，所述第二腔体具有底部开口且内置所述接收换能器，所述接收换能器的接收面朝向所述底部开口；

驱动组件，其用于在所述液态金属为液态时，驱动所述液态金属移动；

在无线电能传输时，所述第一腔体和第二腔体对接并围成与水下环境连通的空间，所述驱动组件驱动呈液态的液态金属移动，以包覆所述发射换能器和至少所述接收换能器的接收面；

其中在所述第一腔体和第二腔体对接时，所述接收面和发射面相对且两者之间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述发射换能器设置在所述承载部的中间位置处，且所述承载部上开设有环绕所述发射换能器至少一个贯通部，用于连通所述上腔体和下腔体。

3.根据权利要求2所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述承载部的上表面从其连接所述第一腔体的内侧壁的部分至所述贯通部倾斜向下。

4.根据权利要求1所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述驱动组件包括：

液压电机，其用于提供液压能；

液压缸，其接收所述液压能；

活塞，其能够伸出或缩回所述液压缸，所述活塞伸入所述下腔体内，用于位于所述下腔体内的液态金属推动至所述上腔体内或将液态金属回流至所述下腔体内。

5.根据权利要求1所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述水下超声无线电能传输装置还包括：

加热部件，其用于将呈固态的液态金属加热成液态。

6.根据权利要求5所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述加热部件为高频感应加热线圈，且设置在所述承载部朝向所述下腔体的表面上。

7.根据权利要求1所述的水下超声无线电能传输装置，其特征在于，所述水下超声无线电能传输装置还包括：

至少一个第一温度传感器，其用于检测所述上腔体内介质的温度；

至少一个第二温度传感器，其用于检测所述下腔体内介质的温度。

8.一种水下超声无线电能传输方法，其利用权利要求1至7中任一项所述的水下超声无线电能传输装置实现，其特征在于，包括如下步骤：

将所述第一腔体和第二腔体对接；

在液态金属呈液态时，所述驱动组件工作，以推动所述液态金属移动，包覆所述发射换能器和至少所述接收换能器的接收面；

控制开始超声无线电能传输过程；

其中在超声无线电能传输过程中，使液态金属保持呈液态。

9.根据权利要求8所述的水下超声无线电能传输方法，其特征在于，在完成电能传输过程后，执行以下步骤：

控制结束超声无线电能传输过程；

在液态金属呈现液态时，所述驱动组件工作，以推动所述液态金属移动，回流至所述下腔体内。

10.根据权利要求8所述的水下超声无线电能传输方法，其特征在于，在开始超声无线电能传输过程之前，还包括如下步骤：

检测所述上腔体内海水的水温和所述下腔体内液态金属的温度是否均大于所述液态金属的熔点。

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