[实用新型]一种自供电水面全覆盖超声除藻装置

说明书

本实用新型公开了一种自供电水面全覆盖超声除藻装置，包括发电模块、控制模块、承载装置、除藻模块和水质监测模块；承载装置包括工程塑料板、浮箱和N个竖杆；发电模块包括M个发电单元；发电单元包含斯特林发动机和电磁发电机；除藻模块包含N‑1个超声探头；N‑1个超声探头、水质监测模块一一对应设置在N个连接杆上；控制模块包括电控柜、蓄电池和控制器。工作时，利用水面上下的温度差来压缩和膨胀发电，控制器根据水质监测模块的数据控制各个工作。本实用新型装置基于太阳辐射热能和水体冷却产生的温度差发电，具有清洁高效、转化效率高、成本低、自动化作业等优点。

技术领域

本实用新型涉及生态除藻技术领域，尤其涉及一种自供电水面全覆盖超声除藻装置。

背景技术

随着工业的快速发展，蓝藻水华现象已成为了国内外湖泊、河流等所面临的共性水质问题，蓝藻水华的爆发使得水中的溶解氧含量降低，造成水质恶化，从而引起鱼类以及其它水生生物死亡，进而造成一系列生态问题。急需一种高效、清洁的可持续性除藻方案。超声技术抑制藻类生长、净化水质已被国内外研究机构和相关单位通过实验所验证。该技术操作手段自动化、无需引入化学药物、反应过程温和、速度快、无二次污染等优点使得其在水质保护领域有着广阔的背景。以荷兰、美国为首的发达国家已经出现了商业化公司实现了超声除藻的产业化发展。对于大面积的湖泊或者水库，要抑制全水面的蓝藻生长，需要设置多个超声发生装置。因此，若能实现自供电的超声发生装置对于长期抑制水体中的蓝藻具有重要的意义。荷兰LG Sonic公司的MPC-Buoy除藻仪可覆盖直径500米范围的基于太阳能供电的超声除藻装置，包含三个超声探头实现水域中的声场辐射，每个换能器要承担120°的超声辐射任务，对于此类传统超声探头必然存在一定的死角无法全方位辐射声波进行除藻作业。再加之超声波在水中传播的非线性以及衰减特性，理论上的水域中的超声波辐射角度随着水体范围的扩大衰减严重。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种自供电水面全覆盖超声除藻装置。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案

一种自供电水面全覆盖超声除藻装置，包括发电模块、控制模块、承载装置、除藻模块和水质监测模块；

所述承载装置包括工程塑料板、浮箱和N个竖杆，N为大于等于2的自然数，其中，所述浮箱浮在水面上，其上端面和所述工程塑料板的下端面固连，用于提供浮力；所述竖杆均一端和所述工程塑料板的下表面固连、另一端没入水下；所述工程塑料板上设有M个用于安装孔，M为大于等于1的自然数；

所述发电模块包括M个发电单元；

所述发电单元包含斯特林发动机和电磁发电机，其中，所述斯特林发动机采用配气活塞式斯特林发动机，电磁发电机设置在工程塑料板上；电磁发电机的输入轴和所述斯特林发动机的输出轴同轴固连，用于在斯特林发动机的带动下进行发电并将电能存储至所述控制模块；

所述M个发电单元的斯特林发动机一一对应设置在所述M个安装孔中，斯特林发动机的热端气缸位于水面上方，其外表面设有若干用于吸收太阳能并将其转化为热能传递给热端气缸内惰性气体的太阳能集热平板；斯特林发动机的冷端气缸浸没在水体中，依靠水体温度对冷端气缸中的惰性气体进行降温；

所述除藻模块包含N-1个用于发出超声波进行除藻的超声探头；所述N-1个超声探头、水质监测模块一一对应设置在所述N个竖杆上、没入水下；

所述水质监测模块包含氨氮传感器、溶解氧传感器、叶绿素a传感器、藻青蛋白传感器和pH传感器，分别用于检测水体中的氨氮含量、溶解氧量、叶绿素-a、藻青蛋白含量、pH值并将其传递给所述控制模块；

所述控制模块包括电控柜、蓄电池和控制器；

所述电控柜设置在工程塑料板上，用于放置蓄电池和控制器，防止雨水打湿蓄电池和控制器；