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潮差液位信號測量裝置及組合振蕩浮子型波浪能發電裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種潮差液位信號測量裝置及包含該潮差液位信號測量裝置組合振蕩浮子型波浪能發電裝置。該潮差液位信號測量裝置包括一液位浮球開關，所述液位浮球開關安裝于一與調整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開關的浮球安裝于一管狀的封閉室內，所述封閉室的底端接設有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設于所述封閉室內，所述管狀體的另一端接設有一透水節，所述透水節的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個透水孔。本發明該液位測量裝置較準確地實現潮差液位信號測量，且由于使用電信號進行控制，信號采集穩定，不受波浪大小的影響，信號的采集準確度可達±3mm的誤差，信號處理簡單，系統邏輯判斷容易，發送指令準確。
【專利說明】潮差液位信號測量裝置及組合振蕩浮子型波浪能發電裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬于波浪能發電裝置【技術領域】，具體涉及一種潮差液位信號測量裝置以及組合振蕩浮子型波浪能發電裝置。
【背景技術】
[0002]波浪能是蘊含量豐富的清潔能源，為了運用波浪能，目前普遍使用組合振蕩浮子型波浪能發電裝置對波浪能進行運用。組合振蕩浮子型波浪能發電裝置通過纜繩與海底的配重固定在一起，一般包括油缸、油缸支撐臂、浮子、螺旋升降器。發電裝置為正常工作，其油缸受海水潮差的影響要隨時變換高度位置，由于海洋中潮位是隨時發生變化的，為了使浮子與油缸正常工作，必須保持油缸在海水位的正常位置，為此需要對該潮差進行測量并將測量的信號反饋給執行機構，執行調節潮差的動作。而且要求使油缸的位置隨著潮位的變化而變化，并且對這種調整的要求是精確和可靠的。
[0003]目前，組合振蕩浮子型波浪能發電裝置的液位測量部件，一般使用行程開關，行程開關分為2個，分別測量潮位上漲和潮位下落。
[0004]利用行程開關的方式是，將觸碰桿固定于浮子頂部，浮子在波浪的作用下上下滑動，當潮位上漲到一定程度后(假設波浪大小不變)，觸碰桿接觸安裝于油缸上的行程開關，這時行程開關就有一動作信號，該信號發送至系統，判斷后認為是上漲信號，發送給執行電機，電機帶動升降螺桿上升，從而帶動油缸上移，移動量由開始初始設定。潮位向下移動到一定程度時，按同樣的道理進行信號處理并動作。
[0005]當潮位變高時，觸發機構觸碰行程開關，信號傳遞給執行機構，潮位由高到低時，行程開關同樣按順序執行動作，提供向下的信號，通過行程開關的方式提供的信號為機械式接觸，但因波浪具有明確的大小不確定性，機械式的接觸容易造成機械損傷行程開關，使行程開關很快失效。
[0006]由于行程開關式的液位測量因為是機械接觸，容易發生損害故障，對電氣系統的邏輯判斷要求高，且因為是機械式接觸，對系統的機構接觸要求準確，且信號采集受波浪影響太大，準確度低，偏差大約為±15cm。還有，行程開關測量提供的信號對系統的判斷產生難度，不容易判別是潮位升高還是降低，容易產生誤操作，行程開關式的測量裝置對波浪的適用能力差，信號容易失靈等若干問題。
[0007]另外，行程開關式的液位測量信號處理的缺點很多，一是對波浪的大小產生的信號沒法處理，如果來了 一個大的波浪，帶動浮子提升的高度太大，使觸碰桿的觸發點超過了行程開關，容易造成行程開關的機械損害，二是因為這種方式為頻繁的機械接觸，容易對部件造成損害，三是系統對信號本身的處理難度大，特別是潮位上漲到最高到開始下落或從最低到上漲的轉折點，信號處理容易出問題。

【發明內容】

[0008]本發明的目的在于解決上述技術問題而提供一種潮差液位信號測量裝置以及包含所述潮差液位信號測量裝置的組合振蕩浮子型波浪能發電裝置，其通過采集電信號進行液位的測量，且信號采集與不受波浪影響，采集信號準確，執行動作可靠。
[0009]為實現上述目的，本發明采用如下技術方案:
一種潮差液位信號測量裝置，包括一液位浮球開關，所述液位浮球開關安裝于一與調整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開關的浮球安裝于一管狀的封閉室內，所述封閉室的底端接設有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設于所述封閉室內，所述管狀體的另一端接設有一透水節，所述透水節的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個透水孔。
[0010]所述封閉室與所述管狀體通過一連接過渡件相密封連接。
[0011]所述連接過渡件采用一錐型體。
[0012]所述管狀體由至少兩個同直徑的管體通過可拆裝的連接件相連接。
[0013]所述管狀體外設有一導向套。
[0014]所述調整桿的下部設有一段外螺紋，所述封閉法蘭通過該段外螺紋與所述調整桿相連接且所述封閉法蘭在所述調整桿的上安裝位置可調。
[0015]所述液位浮球開關外罩設一封閉保護罩。
[0016]本發明的目的還在于提供一種組合振蕩浮子型波浪能發電裝置，包括油缸、油缸支撐臂以及與所述油缸的活塞桿相連接的浮子，所述油缸的上端連接螺旋升降器，所述油缸支撐臂上通過固定支架安裝有至少一個所述液位測量裝置。
[0017]本發明液位測量裝置通過將液位浮球開關安裝于一與調整桿連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開關的浮球安裝于一管狀的封閉室內，所述封閉室的底端接設有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設于所述封閉室內，所述管狀體的另一端接設有一透水節，所述透水節的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個透水孔，該液位測量裝置可以較準確地實現液位測量，且由于使用電信號進行控制，信號采集穩定，不受波浪大小的影響，信號的采集準確度可達±3mm的誤差，信號處理簡單，系統邏輯判斷容易，發送指令準確。
[0018]
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1所示為本發明實施例提供的潮差液位信號測量裝置的結構示意圖；
圖2所示為圖1中連接封閉室的管體的管狀體的具體結構示意圖；
圖3所示為透水板的結構示意圖；
圖4所示為圖1中構成封閉室的管體與管狀體的連接結構示意圖；
圖5所示為本發明實施例提供的潮差液位信號測量裝置與組合振蕩浮子型波浪能發電裝置的安裝結構示意圖。
[0020]【具體實施方式】
下面，結合實例對本發明的實質性特點和優勢作進一步的說明，但本發明并不局限于所列的實施例。
[0021]請參閱圖1飛所示，一種潮差液位信號測量裝置8，包括一液位浮球開關80，所述液位浮球開關80安裝于一螺裝連接于至少三個調整桿84的封閉法蘭85上，所述液位浮球開關80的浮球(包括三個浮球衣801、802、803)安裝于一由管體810形成的管狀的封閉室81內，所述封閉室81的底端接設有一與所述封閉室81相連通的細的管狀體82，所述管狀體82可套設于所述封閉室81內，參見圖2所示，所述管狀體82的另一端接設有一透水節87，所述透水節87的端部連接有一圖3所示的透水板88，所述透水板88上具有多個透水孔880。
[0022]所述封閉室81可以采用一管體81，如鋼管(直徑大于所述管狀體82的直徑)通過該管體81的上端面與封閉法蘭85的下端面周邊相密封、下端面與所述管狀體82的管口邊緣相密封連接而形成，具體可以是，所述封閉室81的管體810的直徑范圍在Φ76πιπι至Φ121πιπι，管狀體82的直徑從Φ 15mm至Φ 35mm，較優的，所述封閉室81的管體81的直徑為108mm,所述管狀體82的直徑為22mm。
[0023]為了使所述封閉室與管狀體連接穩固，本發明實施例中，所述封閉室81與所述管狀體82通過一連接過渡件811相密封連接，具體可以采用焊接，并使焊接處周邊密封，不漏水，從而形成一整體結構。
[0024]較優的，所述連接過渡件811采用一錐型體件，所述的管狀體82可以插入所述錐形體件內，并穿過所述錐形體件的上端面(與所述的封閉室相連接的端面)后與所述封閉室81相連通。
[0025]根據液體壓力原理，液位越深的位置，對頂部的壓力變化的敏感度越小，而經實際測算，當所述的管狀體82探入水深4米以下時(含4米)，對頂部波浪的影響就很小了，可以保證頂部的實際液面與理論液面的偏差較小，因此，本發明實施例中，所述管狀體的長度為大于等于4米。
[0026]由于在具體測量使用時，所述管狀體82比較長，一般在4米以上，與透水節連接后的高度Hl在4米以上，為了方便運輸，所述管狀體82設計為由至少兩個同直徑的管體通過可拆裝的連接件89 (可以是一活接)相連接。這樣，方便于拆解斷開后運輸，運輸到安裝地點后方便快速臨時安裝。
[0027]所述透水節87及透水孔88的作用是，可以將將深水壓力有效地傳遞至頂部，從而對所述液位浮球開關80的三個浮球進行作用而測量，海水通過底部的透水孔上下移動，海水中的海生物及雜物等被透水孔阻擋至外部，保證所述的管狀體中水流通暢。
[0028]進一步的,所述管狀體82外設有一導向套83 (參見圖5所示),所述導向套或導向管的長度稍小于所述管狀體，可安裝固定于浮子的潛浮體上，主要是用于保證管狀體的導向，管狀體在上下移動時不脫離方向。
[0029]本發明實施例中，所述封閉法蘭85與所述調整桿84 (至少三個，可按所述封閉法蘭85的圓面均勻布置)通過一段螺紋形成可調節連接，所述封閉室的上端與所述封閉法蘭的下端連接。所述的一段螺紋設置于所述調整桿84的下部桿體上，所述封閉法蘭85由螺栓與所述調整桿84連接，并可以通過所述一段法蘭進行位置調節，以方便調節所述液位浮球開關80的初始位置，也就是說，所述液位浮球開關80的初始位置可以在該段螺紋范圍內進行調節。
[0030]所述一段螺紋的長度可以是300mm。
[0031]進一步，為了保護所述的液位浮球開關80，在所述液位浮球開關80外罩設一封閉保護罩86，用于將所述液位浮球開關80罩住，并使用密封膠等措施保證密封不進海水。[0032]本發明的目的還在于提供一種組合振蕩浮子型波浪能發電裝置，參見圖5所示，包括油缸1、與油缸同步移動的上、下油缸支撐臂3、4以及與所述油缸的活塞桿相連接的浮子2、導桿6，所述浮子2在波浪作用力下獨立上下移動，所述油缸的上端連接螺旋升降器5，所述螺旋升降器5連接執行機構(如電機)，所述油缸支撐臂通過固定支架7安裝有所述潮差液位信號測量裝置8。
[0033]由于所述的測量裝置8是與油缸支撐臂3、4是通過固定支架固定7在一起的，因而，水平面上漲時，油缸I會同時向上移動，測量裝置8通過所述的油缸支撐臂3、4 一起隨油缸I同步移動。這樣，就可以保證固定支架7，油缸支撐臂3、4，油缸1，螺旋升降器5的移動是同步點的，即順著導桿6的方向上下移動。
[0034]通過固定支架7連接測量裝置8，是因為油缸I的連接點比較少，因此采用通過該固定支架7連接與油缸I同步的油缸支撐臂3、4，這樣可以保證連接牢固。
[0035]從以上可以看出，上下移動的浮子2與測量裝置8基本沒有什么關系。測量裝置8的信號主要與理論水平液面9有關。因為波浪10的起伏，理論水平液面9不容易獲得，而本發明則通過所述調整桿84上的一段外螺紋與封閉法蘭85相連接，從而獲得理論水平液面9 (理論水平液面9與所述封閉室81的底端面的高度H2為所述浮球802的中部位置與至所述封閉室81的底端面的距離)。理論水平液面9取得后，通過該液位浮球開關80就可以將準確的液面變動信號傳遞至控制系統。
[0036]在進行安裝該測量裝置8時，其初始安裝位置應是將浮球的中球802處于理論水平液面9的中間，這就是該測量裝置8的初始安裝位置。因為浮球安裝于封閉室81，封閉室81內部的液體不與外部聯系，故此測量裝置8的準確度與可靠性都很高。
[0037]當液面上升時，中球802觸發上球801，給出上升信號，該信號發送至系統，系統可直接將該信號發送至執行機構(如電機)，執行機構帶動螺旋升降器向上動作。反之，液面向下時，中球802觸碰下球803，給出潮位下降的信號，該信號發送至執行機構，執行機構(電機)執行螺旋升降器下降的動作，完成對潮差的調整。
[0038]本發明潮差液位信號測量裝置提供了可靠和安全的潮差信號測量方式，主要特點有:
1、裝配工藝性好，結構簡單，利用液體深處壓力對頂部壓力敏感度低的特點，過濾了波浪對液面的影響，實用性高。
[0039]2、測量裝置與油缸同步，液面采集準確，發出信號可靠，其附屬連接結構密封，細的管狀體的端部深入越深，液面誤差就越小，可以滿足波浪能領域的潮位測量信號要求。
[0040]3、液位開關安裝初步可調，配合浮子、油缸等在海水中的初始安裝位置，設計使用合理。
[0041]4、封閉室(鋼管)的直徑從Φ76至Φ 121，管狀體直徑從Φ 15至Φ 35均可，材料
容易獲得。
[0042]本發明潮差液位信號測量裝置的最大的優點有:
1、提供的測量方式可靠，為無機械動作結構，利用的是電信號，系統可靠性提高。
[0043]2、液位獲得利用深水壓力受頂部壓力變化小的原理，提供的液位信號準確。
[0044]3、系統的安裝較容易，水上作業環境惡劣，安裝操作都可以在浮子上部完成，人身安全性高。[0045]以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種潮差液位信號測量裝置，其特征在于，包括一液位浮球開關，所述液位浮球開關安裝于一與調整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開關的浮球安裝于一管狀的封閉室內，所述封閉室的底端接設有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設于所述封閉室內，所述管狀體的另一端接設有一透水節，所述透水節的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個透水孔。
2.根據權利要求1所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述封閉室與所述管狀體通過一連接過渡件相密封連接。
3.根據權利要求2所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述連接過渡件采用一錐型體。
4.根據權利要求1或3所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述管狀體由至少兩個同直徑的管體通過可拆裝的連接件相連接。
5.根據權利要求4所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述管狀體外設有一導向套。
6.根據權利要求1或5所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述調整桿的下部設有一段外螺紋，所述封閉法蘭通過該段外螺紋與所述調整桿相連接且所述封閉法蘭在所述調整桿的上安裝位置可調。
7.根據權利要求6所述潮差液位信號測量裝置，其特征在于，所述液位浮球開關外罩設一封閉保護罩。
8.一種組合振蕩浮子型波浪能發電裝置，包括油缸、油缸支撐臂以及與所述油缸的活塞桿相連接的浮子，所述油缸的上端連接螺旋升降器，其特征在于，所述油缸支撐臂上通過固定支架安裝有至少一個權利要求1-7任一項所述潮差液位信號測量裝置。
【文檔編號】G01F23/30GK103913209SQ201410161072
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】鞏克忠, 史宏達, 蔣詠暉, 付興友 申請人:青島松靈電力環保設備有限公司