CN209559198U - 一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，包括玻璃浮球式耐压壳体、玻璃浮球保护壳、太阳能电池板、浮力调节模块、控制模块、通信模块、电源模块等。本实用新型采用玻璃浮球及高透光率的保护壳，同时在玻璃浮球内部设置太阳能电池板。本实用新型在海面漂浮作业时，可通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，并为电池组充电，从而提高使用寿命。

Description

一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标

技术领域

本发明涉及剖面测量浮标技术领域，特别是一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标。

背景技术

剖面测量浮标是海洋立体观测系统的重要组成设备，当前数以千计的剖面测量浮标处于作业状态。当前已投入使用的剖面测量浮标使用寿命一般为2-5年，在不出故障的前提下，均由于电池电量耗尽而停止作业。为了延长剖面测量浮标的使用寿命，需要增加电池量，但会造成重量、排水体积增加，进而能耗与成本增加。因此需要一种经济可行的方案来提高剖面测量浮标的使用寿命。

发明内容

为了解决现有剖面测量浮标电池电量无法补充，进而造成使用寿命短与成本高的问题，本发明提供一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，根据剖面测量浮标作业模式，当其在海面进行数据传输及漂浮期间，可通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，进而为电池组进行充电，从而延长浮标使用寿命。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，包括玻璃浮球、测量模块和通讯模块，所述玻璃浮球包括外层玻璃浮球保护壳和内层玻璃浮球耐压壳体，所述玻璃浮球耐压壳体内部安装有太阳能充电模块，所述太阳能充电模块包括太阳能电池板和支撑结构，所述太阳能电池板通过支撑结构安装于玻璃浮球耐压壳体内部最上方，所述太阳能充电模块下方设有浮力调节系统，所述浮力调节系统包括液压驱动泵、电磁阀和油囊，所述液压驱动泵位于玻璃浮球耐压壳体中部，所述油囊位于剖面测量浮标底部，所述支撑结构下方设有控制模块，所述玻璃浮球耐压壳体下方设有电源模块，所述电源模块包括可充电电池和固定结构，所述测量模块位于玻璃浮球外部，所述通讯模块包括通信天线，所述通信天线设于剖面测量浮标顶部。

进一步地，所述太阳能电池板包括中部平放的六边形电池板和周向倾斜布置的梯形电池板，所述梯形电池板阵列式或圆周式排列。

进一步地，所述玻璃浮球耐压壳体采用透光率高、厚度小的玻璃材料。

进一步地，所述玻璃浮球保护壳包括上部保护壳和下部保护壳，所述上部保护壳采用透光率高的材料，顶部封闭。

进一步地，所述玻璃浮球保护壳包括上部保护壳和下部保护壳，所述上部保护壳顶部不封闭，部分玻璃浮球耐压壳体裸露。

进一步地，所述油囊通过法兰与玻璃浮球进行连接与密封。

进一步地，所述测量模块包括温度传感器、电导率传感器和压力传感器。

进一步地，所述测量模块的传感器为独立结构，悬挂于剖面测量浮标底部。

与现有技术相比，本发明有益效果：

1、由于设置太阳能电池板及可充电电池，能够将太阳能转化为电能，并为电池组充电，从而提高浮标使用寿命；

2、由于采用玻璃浮球耐压壳体，一方面保证了剖面测量浮标的水下承压能力，同时由于玻璃壳体具有一定的透光率，从而可将太阳能电池布置于其内部，从而实现太阳能发电；

3、由于对上部保护壳进行了选型与处理，因此可以保证太阳能电池接受足够的阳光照射，提高发电效率；

4、将太阳能电池设置于最上方，同时进行合理布局，从而不影响其它设备安装且保证最大发电效率。

附图说明

图1是本发明剖面测量浮标的主视图。

图2是本发明实施例1剖面测量浮标的俯视图。

图3是本发明实施例1剖面测量浮标的内部结构示意图。

图4是本发明实施例2剖面测量浮标的俯视图。

图5是本发明实施例2剖面测量浮标的内部结构示意图。

其中，1-玻璃浮球，2-玻璃浮球保护壳，3-玻璃浮球耐压壳体，4-太阳能电池板，5-支撑结构，6-液压驱动泵，7-电磁阀，8-油囊，9-控制模块，10-测量模块，11-通信天线，12-电源模块。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。

为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实例进行详细说明。

实施例1

如图1、图2、图3所示，本发明一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，包括玻璃浮球1、测量模块10和通讯模块。

玻璃浮球1包括外层的玻璃浮球保护壳2和内层的玻璃浮球耐压壳体3，玻璃浮球耐压壳体3采用透光率高、厚度小的玻璃材料，以提高发电效率。玻璃浮球保护壳2分为上下两部分，包括上部保护壳和下部保护壳，下部保护壳采用常规高分子材料，上部保护壳采用透光率较好的有机玻璃等材料，顶部仅留天线孔，从而便于太阳能电池板接受阳光照射。

玻璃浮球耐压壳体3内部安装有太阳能充电模块，太阳能充电模块包括太阳能电池板4和支撑结构5，太阳能电池板4通过支撑结构5安装于玻璃浮球耐压壳体3内部最上方，太阳能电池板4包括中部平放的六边形电池板和周向倾斜布置的梯形电池板，梯形电池板圆周式排列，并根据浮标作业区域的纬度设置合适的倾斜角度，以保证最佳发电效果。

太阳能充电模块下方设有浮力调节系统，浮力调节系统包括液压驱动泵6、电磁阀7和油囊8，液压驱动泵6位于玻璃浮球耐压壳体3中部，油囊8位于剖面测量浮标底部，油囊8为大体积油囊，以增加浮标水面漂浮时出水高度，保证太阳能电池板能够受到阳光照射。

支撑结构5下方设有控制模块9，控制模块9包括浮力调节控制、通信控制、测量控制和电量充放电控制等功能。

玻璃浮球耐压壳体3下方设有电源模块12，电源模块12包括可充电电池和固定结构，可充电电池通过导线与太阳能电池板连接。

测量模块10位于玻璃浮球1外部，包括温度、压力、电导率等测量传感器，将多种传感器集成一个独立的结构，悬挂或捆绑固定于剖面测量浮标底部。

通讯模块包括通信天线11和硬件电路，通信天线11设置于剖面测量浮标顶部，硬件电路设置于玻璃浮球耐压壳体3内部。

实施例2

如图4、图5所示，本发明一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，包括玻璃浮球1、测量模块10和通讯模块。

玻璃浮球1包括外层的玻璃浮球保护壳2和内层的玻璃浮球耐压壳体3，玻璃浮球耐压壳体3采用透光率高、厚度小的玻璃材料，以提高发电效率。玻璃浮球保护壳2分为上下两部分，包括上部保护壳和下部保护壳，下部保护壳采用常规高分子材料，上部保护壳顶部不封闭，部分玻璃浮球耐压壳体裸露，从而便于太阳能电池板接受阳光照射。

玻璃浮球耐压壳体3内部安装有太阳能充电模块，太阳能充电模块包括太阳能电池板4和支撑结构5，太阳能电池板4通过支撑结构5安装于玻璃浮球耐压壳体3内部最上方，太阳能电池板4包括中部平放的六边形电池板和周向倾斜布置的梯形电池板，梯形电池板阵列式排列，如图4所示，并根据浮标作业区域的纬度设置合适的倾斜角度，以保证最佳发电效果。

太阳能充电模块下方设有浮力调节系统，浮力调节系统包括液压驱动泵6、电磁阀7和油囊8，液压驱动泵6位于玻璃浮球耐压壳体3中部，油囊8位于剖面测量浮标底部，油囊8为大体积油囊，以增加浮标水面漂浮时出水高度，保证太阳能电池板能够受到阳光照射。

支撑结构5下方设有控制模块9，控制模块9包括浮力调节控制、通信控制、测量控制和电量充放电控制等功能。

玻璃浮球耐压壳体3下方设有电源模块12，电源模块12包括可充电电池和固定结构，可充电电池通过导线与太阳能电池板连接。

测量模块10位于玻璃浮球1外部，包括温度、压力、电导率等测量传感器，将多种传感器集成一个独立的结构，悬挂或捆绑固定于剖面测量浮标底部。

通讯模块包括通信天线11和硬件电路，通信天线11设置于剖面测量浮标顶部，硬件电路设置于玻璃浮球耐压壳体3内部。

本发明剖面测量浮标的工作过程为：

将本发明剖面测量浮标投放后，浮力调节系统将电磁阀7打开，油囊8内的液压油在压差作用下回流至玻璃浮球1内部，剖面测量浮标下潜至预设深度并进行水下漂流，到达指定时间后，液压驱动泵6再将液压油排出至油囊8，使剖面测量浮标上浮，上浮期间启动测量模块10，进行海洋环境参数测量与存储，剖面测量浮标到达海面后，将通过通信天线11，将存储的测量数据外发，同时太阳能电池板4在阳光照射下开始发电，并实时给可充电电池充电，当数据发送完毕且无特殊充电需求时，剖面测量浮标进入下一个周期。

本发明将油囊体积增大，从而增加浮力调节系统的浮力调节量，增加剖面测量浮标的出水高度，从而使太阳能电池板4能够尽量多地接受阳光照射；根据剖面测量浮标所投放的位置将太阳能电池板4的倾角进行适当调整，使其在作业时受太阳照射角度尽量接近垂直，从而增加单位时间的发电效率。

对浮标作业模式进行适当调整，使其在接近正午时到达海面，当电源模块12电量不充足时，可适当延长水面漂流时间，从而增加续航能力。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种可利用太阳能充电的剖面测量浮标，其特征在于，包括玻璃浮球、测量模块和通讯模块，所述玻璃浮球包括外层玻璃浮球保护壳和内层玻璃浮球耐压壳体，所述玻璃浮球耐压壳体内部安装有太阳能充电模块，所述太阳能充电模块包括太阳能电池板和支撑结构，所述太阳能电池板通过支撑结构安装于玻璃浮球耐压壳体内部最上方，所述太阳能充电模块下方设有浮力调节系统，所述浮力调节系统包括液压驱动泵、电磁阀和油囊，所述液压驱动泵位于玻璃浮球耐压壳体中部，所述油囊位于剖面测量浮标底部，所述支撑结构下方设有控制模块，所述玻璃浮球耐压壳体下方设有电源模块，所述电源模块包括可充电电池和固定结构，所述测量模块位于玻璃浮球外部，所述通讯模块包括通信天线，所述通信天线设于剖面测量浮标顶部。

2.根据权利要求1所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述太阳能电池板包括中部平放的六边形电池板和周向倾斜布置的梯形电池板，所述梯形电池板阵列式或圆周式排列。

3.根据权利要求1所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述玻璃浮球耐压壳体采用透光率高、厚度小的玻璃材料。

4.根据权利要求1所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述玻璃浮球保护壳包括上部保护壳和下部保护壳，所述上部保护壳采用透光率高的材料，顶部封闭。

5.根据权利要求1所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述玻璃浮球保护壳包括上部保护壳和下部保护壳，所述上部保护壳顶部不封闭，部分玻璃浮球耐压壳体裸露。

6.根据权利要求1所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述油囊通过法兰与玻璃浮球进行连接与密封。

7.根据权利要求1-6任一项所述的剖面测量浮标，其特征在于，所述测量模块包括温度传感器、电导率传感器和压力传感器。