CN114455006A - 一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，包括自监测装置、自发热灯光装置和发电装置，所述的发电装置顶部固定有自发热灯光装置，所述的自发热灯光装置上方设有自监测装置，所述的自发热灯光装置包括灯，所述灯的外侧设有自发热系统，所述的自发热系统与自监测装置电控连接。本发明的灯浮标能够在冰区正常运行，减小冰雪对灯浮标的损伤，增加灯浮标的使用范围；该灯浮标能够自动发电，从而为自加热系统和LED信号灯供电，为以后其他设备的添加提供能源方面的基础；该灯浮标能避免灯浮标与浮冰发生碰撞，提高设备的使用寿命；该灯浮标的自监测装置能够降低灯浮标的故障率，大大降低了人工检查的工作量。
Description
技术领域
本发明涉及一种自发热灯浮标，尤其涉及一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标。
背景技术
随着我国的海洋产业走向深蓝，越来越多的灯浮标投入使用，以标示航道范围、指示浅滩、指示碍航物等。我国北方存在大量的冬季结冰水域，再加上我国对极地区域的探索和北极航道的通航，现有灯浮标无法满足在冰区的正常工作。现阶段，放置于冰区的灯浮标在冰期将受到冰雪的覆盖和破坏，导致船只无法观测到信号。并且在寒冷区域，设备的性能也会有所影响，所以对设备的抗冰防冻性能有着极大的要求。当下，灯浮标的布置数量多且范围广，人工监测和维修的难度大，对灯浮标的可靠性要求也更高，所以一种能自监测的灯浮标也有着广泛的市场。伴随着各种自动化设备在灯浮标上的装备，对于其的电力储备有着巨大的需求，所以自发电也将成为其发展的必然要求。目前我国的灯浮标功能单一，构造简单，在冰区易受到损害或者无法正常工作，所以一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标是一种必不可少的设计。
发明内容
发明目的：本发明目的是提供一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，有效减小冰雪覆盖和浮冰撞击的影响，增加灯浮标的可靠性与电力续航，有效保证冰区的航行安全。
技术方案：本发明包括自监测装置、自发热灯光装置和发电装置，所述的发电装置顶部固定有自发热灯光装置，所述的自发热灯光装置上方设有自监测装置，所述的自发热灯光装置包括灯，所述灯的外侧设有自发热系统，所述的自发热系统与自监测装置电控连接。
所述的发电装置为波浪发电装置，能将波浪能转化为机械能最终产生电能。
所述的波浪发电装置包括浮筒、配重体和发电机，所述的配重体顶部设有发电机，所述的发电机位于浮筒内，使得配重体与浮筒间接连接。
所述的浮筒顶部设有太阳能发电装置。
所述的太阳能发电装置上设有加热电阻，使太阳能发电装置表面不会被冰雪覆盖，也使得浮筒周围的浮冰融化，避免碰撞。
所述的浮筒内设有电池，储存直流发电机产生的电能。
所述的自监测装置包括光敏传感器，所述光敏传感器外侧设有防水罩，能够防止冰雪堆积和减少重力挤压。
所述的自发热系统内设有控制器，所述的控制器与光敏传感器电连接。
所述灯底部通过固定平台安装在浮筒上。
所述固定平台的顶部架设在支架之间，所述支架底部固定在浮筒上，支架顶部固定有自监测装置。
有益效果：本发明的灯浮标能够在冰区正常运行，减小冰雪对灯浮标的损伤，增加灯浮标的使用范围；该灯浮标能够自动发电，从而为自加热系统和LED信号灯供电，为以后其他设备的添加提供能源方面的基础；该灯浮标能避免灯浮标与浮冰发生碰撞，提高设备的使用寿命；该灯浮标的自监测装置能够降低灯浮标的故障率，大大降低了人工检查的工作量。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为图1的剖视图；
图3为本发明的自监测装置剖面示意图；
图4为本发明的自发热灯光装置剖面示意图；
图5为本发明的波浪发电装置剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1和图2所示，本发明包括自监测装置1、自发热灯光装置2、波浪发电装置3、太阳能发电装置4和支架5，其中，波浪发电装置3的顶部设有太阳能发电装置4，波浪发电装置3的边缘固定有支架5，支架5顶部固定有自监测装置1，自监测装置1下方设有自发热灯光装置2，自发热灯光装置2的周边固定在支架5上，其底部固定在波浪发电装置3顶部。支架5连接整个灯浮标，其内部可以布置线缆和控制器，从而使得整个灯浮标正常工作。架空结构也大大降低了灯浮标受到的横向风影响。
如图3所示，自监测装置1包括防水罩11和光敏传感器12，光敏传感器12位于防水罩11内，防水罩11呈锥形结构，能够防止冰雪堆积和减少重力挤压。光敏传感器12用于监测LED信号灯21的灯光光线，位于整个灯浮标的最上方，本身受到的风浪影响较小，再加上防水罩11的保护，使得光敏传感器12的可靠性得到了提高。
自监测装置1位于整个灯浮标的最顶部，位于LED信号灯21的上方，能够近距离监测灯光光线是否满足要求，大大提高监测效率，减小误报的概率。当LED信号灯21的光线不足时，自动系统会打开自发热系统22的开关。在灯光长时间不足的情况下，则向上位机发出故障讯号，以确保该灯浮标的可靠性，降低人工检修灯浮标的次数和时间。
如图4所示，自发热灯光装置2包括LED信号灯21、自发热系统22、固定平台23，自发热灯光装置2位于灯浮标的中部，是灯浮标的主要工作部分，对于LED信号灯21的可靠性有着极高要求。LED信号灯21上方设置外部防水罩11，降低雨水和冰雪对其影响。LED信号灯21外部及底部设置自发热系统22，自发热系统22内包含电阻丝和控制器，控制器与光敏传感器12连接，当光敏传感器12给自发热系统22发出供电信号时，LED信号灯21外部的电阻丝开始供电加热，LED信号灯21表面温度提升，从而融化其周边的冰雪，避免外部防水罩11被冰覆盖。
LED信号灯21设置于固定平台23上，固定平台23顶部架设在三条支架5之间，底部固定在波浪发电装置3上，一方面保证LED信号灯21的稳定，另一方面当风从支架5之间穿过时，减少灯浮标受到横向风的影响。
如图5所示，波浪发电装置3包括浮筒31、配重体32、直流发电机33和电池34，其中，配重体32位于灯浮标的最下方，使得灯浮标的重心向下方移动，确保灯浮标保持稳定。配重体32顶部设有直流发电机33，直流发电机33位于浮筒31内部，使得配重体32与浮筒31间接连接。直流发电机33和电池34都放置于防浮筒31内，确保其不受到海水的影响。
当存在波浪时，由于浮筒31与配重体32之间的相对运动，驱动直流发电机33进行直线往复运动，从而能将波浪能转化为机械能最终产生电能，电池34将储存直流发电机33产生的电能。其中，配重体32为转子，浮筒31为定子。灯浮标随着波浪的起伏产生垂直方向的运动。因为浮筒的质量轻、浮力大，配重体质量大、浮力小，所以在灯浮标随着波浪上升时，浮筒先上升，配重体在浮力和浮筒拉力的双重作用下随后上升。利用两个部分之间的运动差，产生动能，最后形成电能。
浮筒31顶部设有太阳能发电装置4，在太阳能发电装置4上设置加热电阻，其为自发热系统22的一部分，与LED信号灯21内的加热电阻同步运作，使太阳能发电装置4表面不会被冰雪覆盖，也使得浮筒31周围的浮冰融化，避免碰撞。
自发热原理：在冰雪覆盖LED信号灯21表面时，光敏传感器12不能接受到灯光信号，向控制器发出信号，打开自发热系统22的开关。自发热系统22通电后，覆盖在LED信号灯21表面的电阻丝开始发热，从而消除在LED信号灯表面的积冰。
Claims (10)
1.一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，包括自监测装置(1)、自发热灯光装置(2)和发电装置，所述的发电装置顶部固定有自发热灯光装置(2)，所述的自发热灯光装置(2)上方设有自监测装置(1)，所述的自发热灯光装置(2)包括灯，所述灯的外侧设有自发热系统(22)，所述的自发热系统(22)与自监测装置(1)电控连接。
2.根据权利要求1所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的发电装置为波浪发电装置(3)。
3.根据权利要求2所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的波浪发电装置(3)包括浮筒(31)、配重体(32)和发电机，所述的配重体(32)顶部设有发电机，所述的发电机位于浮筒(31)内。
4.根据权利要求3所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的浮筒(31)顶部设有太阳能发电装置(4)。
5.根据权利要求4所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的太阳能发电装置(4)上设有加热电阻。
6.根据权利要求3所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的浮筒(31)内设有电池(34)。
7.根据权利要求1所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的自监测装置(1)包括光敏传感器(12)，所述光敏传感器(12)外侧设有防水罩(11)。
8.根据权利要求1所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述的自发热系统(22)内设有控制器，所述的控制器与光敏传感器(12)电连接。
9.根据权利要求1所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述灯底部通过固定平台(23)安装在浮筒(31)上。
10.根据权利要求9所述的一种自主供电的冰区水域自发热灯浮标，其特征在于，所述固定平台(23)的顶部架设在支架(5)之间，所述支架(5)底部固定在浮筒(31)上，支架(5)顶部固定有自监测装置(1)。
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