CN203548049U - 海洋及流体测控装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种海洋及流体测控装置。其中，第一电磁阀(1)和第二电磁阀(2)串联，串接点与水泵(5)的进水口相连，第三电磁阀(3)和第四电磁阀(4)串联，串接点与水泵的出水口相连，两组串联的电磁阀再从左右两端用管路(17)并联；进水阀(18)的一端分别与排水阀(19)和底阀(20)的一端相连，另一端与水泵的进水口相连；水槽(13)和透明液位计(6)相互连通，其连接点与流量传感器(16)的一端相连，流量传感器的另一端与管路相连，主、副浮子通过滑轮组连接。该海洋及流体测控装置结构简单、成本低，既节约了波浪能发电装置研发的成本，缩短了研发周期，又能够用于工业和过程控制，满足各种流体测量的需求。

Description

海洋及流体测控装置

技术领域

本实用新型涉及一种海洋及流体测控装置，尤其是一种用于海洋波浪能发电及流体测控的装置。

背景技术

随着人们对环境保护和能源合理开发和利用意识的日益增强，海洋能作为一种清洁、可再生能源越来越受到各个国家的重视，被称为“第三能源”，已经成为各国能源战略的新宠，各种利用海洋能发电的装置层出不穷。我国海域广阔，在利用海洋能发电，尤其波浪能发电方面有着得天独厚的优势。但是在发电设备研发过程中却面临着很大的困难：第一，波浪能发电设备体积庞大，结构复杂，制造麻烦，如果前期没有进行充分的模拟波浪能的实验，直接拿到海上进行海试，将使研发成本非常高，并且很多研发单位并不濒临海域，研发基地与海试地点相距比较远，这就又会相应增加很多成本；第二，由于波浪能发电需要1.5米以上的浪高，这就要求到深海区进行实验，无疑增加了实验人员的危险性。因此，急需一种能够模拟波浪能的测控装置解决以上问题。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、成本低，用于海洋波浪能发电及流体测控的装置。

为了解决上述技术问题，本实用新型的海洋及流体测控装置，包括进、排水装置、流体换向控制装置、流体状态控制和观测装置；其中，流体换向控制装置包括第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、水泵，第一电磁阀和第二电磁阀串联，串接点与水泵的进水口相连，第三电磁阀和第四电磁阀串联，串接点与水泵的出水口相连，两组串联的电磁阀再从左右两端用管路并联；进、排水装置包括进水阀、排水阀和底阀，所述进、排水阀为手动截止阀，所述底阀为单向阀，置于水池内，进水阀的一端分别与排水阀和底阀的一端相连，另一端与水泵的进水口相连，排水阀的另一端通过管子连通水池；流体状态控制和观测装置包括水槽、由主、副浮子、配重、定滑轮和绳索组成的滑轮组、透明液位计，所述水槽的上端安装上液位计，下端安装压力传感器，水槽和透明液位计相互连通，其连接点与流量传感器的一端相连，所述流量传感器的另一端与管路相连，所述流体状态控制和观测装置为相同的两套，分置在流体换向控制装置的两侧，由控制台统一控制。

本实用新型所述控制台包括单片机最小系统模块、显示模块、液位测量模块、键盘模块、电磁阀控制模块和DA转换模块。

本实用新型既节约了波浪能发电装置研发的成本，缩短了研发周期，又能够用于工业和过程控制，满足各种流体测量的需求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型的结构组成图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的海洋及流体测控装置，包括进、排水装置、流体换向控制装置、流体状态控制和观测装置；其中，流体换向控制装置包括第一电磁阀1、第二电磁阀2、第三电磁阀3、第四电磁阀4、水泵5，第一电磁阀1和第二电磁阀2串联，串接点与水泵5的进水口相连，第三电磁阀3和第四电磁阀4串联，串接点与水泵5的出水口相连，两组串联的电磁阀再从左右两端用管路17并联；进、排水装置包括进水阀18、排水阀19和底阀20，所述进、排水阀18，19为手动截止阀，所述底阀20为单向阀，置于水池21内，进水阀18的一端分别与排水阀19和底阀20的一端相连，另一端与水泵5的进水口相连，排水阀19的另一端通过管子连通水池21；流体状态控制和观测装置包括水槽13、由主、副浮子12，7、配重8、定滑轮9和绳索10组成的滑轮组、透明液位计6，所述水槽13的上端安装上液位计11，下端安装压力传感器14，水槽13和透明液位计6相互连通，其连接点与流量传感器16的一端相连，所述流量传感器的另一端与管路17相连，所述流体状态控制和观测装置为相同的两套，分置在流体换向控制装置的两侧，由控制台15统一控制。

本实施例中，用计算机通过变频器控制水泵5的流速，提供水流动力。通过四个电磁阀控制经过管路17的水流流动方向。流体通过管路17分别与左水槽13和右水槽22相通。在水泵5运行时，打开第一电磁阀1和第三电磁阀3，关闭第二电磁阀2和第四电磁阀4，则左水槽13中的流体向右水槽22流动；打开第二电磁阀2和第四电磁阀4，关闭第一电磁阀1和第三电磁阀3，则右水槽22中的流体向左水槽13流动。左、右水槽13，22内的主浮子12，23随液面做升降运动；左、右水槽外的副浮子通过滑轮组指示出了主浮子在左、右水槽内的准确位置及实时运动情况。水槽外还有与水槽相通的透明液位计，可以直观看到水槽内的水位状况；本装置通过改变输入计算机的程序，可以实现不同升降高度、不同运动规律的液面升降运动，模拟海洋波浪起伏升降运动规律。进而为波浪能转换装置的测试建立了实验平台，为模拟海洋波浪能能量转换及发电打好基础。

本装置是为点吸式波浪能电站一级能量转换装置的测试而设计的，主浮子上可以装配齿条或者活塞等机构，实现能量转换，多个一级能量转换装置可以串联，实现能量的叠加，最终为发电做好准备。

在本海洋及流体测控装置中安装有流量计，液位计、压力计等传感器，可以灵活更换不同器件，例如：超声波流量传感器、电磁流量计、涡轮流量计、雷达液位传感器、超声波液位传感器、电容式液位传感器、差压式流量计等，通过更换不同的传感器，既可以实现对该传感器的测试，又可以实现流体静态和动态测试，比如流速、流量、液位、压力、实时图像等。因而本装置也可完成流体测控、仪器的检测与标定，流体力学实验、培训、教学等功能。

本实用新型的控制台15包括单片机最小系统模块、显示模块、液位测量模块、键盘模块、电磁阀控制模块和DA转换模块。

单片机最小系统模块：采用AT89C51单片机作为主控芯片，外接晶振电路和复位电路；

显示模块：采用LCD1602，主要显示两个水槽的水位情况；

液位测量模块：水位测量模块采用压力传感器测量，将水位情况转换为压力，通过压力传感器将压力转换为电压，经AD转换电路送入单片机；

键盘模块：主要实现浪高和浪速以及注水泵的控制；

电磁阀控制模块：电磁阀控制：根据测量到的两个水槽的水位情况，对相应的电磁阀进行打开关闭控制；

DA转换模块：该模块主要输出频率和幅度可调的正弦信号，该信号送入变频器，驱动注水泵的流速按正弦规律变化。

由于上述电路模块都是本领域常规的使用连接方式，在此不再赘述。

通过上述技术方案，就可以达到本实用新型的目的，节约波浪能发电装置研发的成本，缩短研发周期，同时满足工业和过程控制的需要。

Claims (2)

1.一种海洋及流体测控装置，其特征在于：包括进、排水装置、流体换向控制装置、流体状态控制和观测装置；其中，流体换向控制装置包括第一电磁阀(1)、第二电磁阀(2)、第三电磁阀(3)、第四电磁阀(4)、水泵(5)，第一电磁阀(1)和第二电磁阀(2)串联，串接点与水泵(5)的进水口相连，第三电磁阀(3)和第四电磁阀(4)串联，串接点与水泵(5)的出水口相连，两组串联的电磁阀再从左右两端用管路(17)并联；进、排水装置包括进水阀(18)、排水阀(19)和底阀(20)，所述进、排水阀(18，19)为手动截止阀，所述底阀(20)为单向阀，置于水池(21)内，进水阀(18)的一端分别与排水阀(19)和底阀(20)的一端相连，另一端与水泵(5)的进水口相连，排水阀(19)的另一端通过管子连通水池(21)；流体状态控制和观测装置包括水槽(13)、由主、副浮子(12，7)、配重(8)、定滑轮(9)和绳索(10)组成的滑轮组、透明液位计(6)，所述水槽(13)的上端安装上液位计(11)，下端安装压力传感器(14)，水槽(13)和透明液位计(6)相互连通，其连接点与流量传感器(16)的一端相连，所述流量传感器的另一端与管路(17)相连，所述流体状态控制和观测装置为相同的两套，分置在流体换向控制装置的两侧，由控制台(15)统一控制。

2.根据权利要求1所述的海洋及流体测控装置，其特征在于：所述控制台(15)包括单片机最小系统模块、显示模块、液位测量模块、键盘模块、电磁阀控制模块和DA转换模块。

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