[发明专利]一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法

摘要

本发明涉及一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法，装置由浮子系统、底座系统和外壳构成。浮子系统随海浪同步运动，包括一个浮球、四根连杆、一个内圆磁环、四根撑杆和一个外圆环。底座系统相对于大地坐标静止，包括一个配重盘、三根滑杆、电能接收模块和海浪监测模块。外壳用于防水，由两个相同的中空塑料质半圆柱体组成。海浪发生时，底座系统和外壳与浮子系统存在相对位移，外圆环相对于底座系统中的滑杆上下运动，两者表面的发电材料经过摩擦实现发电；内圆磁环相对于底座系统上下运动，脉冲电流产生的安培环形磁场与磁环永久磁场相交，波导管内产生应力波脉冲信号，检测两次脉冲之间的时间间隔即可得到实时波高。

主权项

1.一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置，由浮子系统、底座系统和外壳(7)构成；浮子系统包括一个浮球(1)、四根连杆(2)、一个内圆磁环(3)、四根撑杆(4)和一个外圆环(5)，外圆环(5)的上、下圆环面与海平面平行，外圆环(5)的内、外侧面与海平面垂直；底座系统包括一个配重盘(8)、三根滑杆(9)、电能接收模块和海浪监测模块，配重盘(8)上、下表面与海平面平行；外壳(7)由两个相同的中空塑料质半圆柱体组成，每个半圆柱体上表面开有两个供连杆(2)穿过的通孔，且通孔内部安装有滑动轴承；半圆柱体的下部贴合于配重盘(8)上表面，两个半圆柱体对接后通过螺栓连接固定；其特征在于：浮子系统中外圆环(5)的圆环面沿周向均匀开有三个供滑杆(9)穿过的通孔，通孔内壁敷设有聚酯纤维薄片层(6)，聚酯纤维薄片层(6)连接有导线；外圆环(5)内侧面沿周向均匀连接有四根撑杆(4)；内圆磁环(3)与外圆环(5)的圆心重合，且两者位于同一平面；内圆磁环(3)外侧面与外圆环(5)内侧面周向连接的四根撑杆(4)的另一端相连；内圆磁环(3)的圆环面沿周向开有四个供连杆(2)穿过的通孔；内圆磁环(3)内侧面敷设有N极磁性材料，外侧面敷设有S极磁性材料；浮球(1)位于海面上，浮球(1)下方连接四根垂直海平面布置的连杆(2)，连杆(2)的另一端插入内圆磁环(3)的圆环表面通孔后使用焊接固定；所述的配重盘(8)上表面开有三个供滑杆(9)插入固定的盲孔，相邻盲孔间的圆心角为120°；配重盘(8)上表面的盲孔、滑杆(9)与外圆环(5)上的通孔三者在垂直轴线上重合；滑杆(9)一端插入配重盘(8)上表面上的盲孔，另一端穿过外圆环(5)上的通孔，滑杆(9)顶端与滑杆(9)中部安装有限位块(10)，两个限位块(10)之间的滑杆(9)外表面敷设有聚二甲基硅氧烷薄片层(11)，聚二甲基硅氧烷薄片层(11)连接有导线；外圆环(5)可以在两个限位块(10)之间上下滑动；电能接收模块包括一个电流检测器(12)、一个蓄电器(13)、信号传输线和导线；电流检测器(12)和蓄电器(13)安置在配重盘(8)上表面；三根滑杆(9)外表面上的聚二甲基硅氧烷薄片层(11)与外圆环(5)通孔表面的聚酯纤维薄片层(6)相互摩擦产生的电流经导线依次流入电流检测器(12)、蓄电器(13)；电流检测器(12)外接一条信号传输线，蓄电器(13)接收到的电能一部分用于海浪监测模块发射脉冲电流，剩余的电能外输；海浪监测模块包括一个脉冲电流发射器(14)、一个应力波检测器(16)、一个应力波信号分析器(17)、一个消波器(18)以及波导管(15)组成的激励回路；脉冲电流发射器(14)安置在配重盘(8)上表面中心位置；应力波检测器(16)位于脉冲电流发射器(14)的上方、滑杆(9)中部限位块(10)的下方；应力波信号分析器(17)位于脉冲电流发射器(14)旁，安置在配重盘(8)上表面；应力波检测器(16)与应力波信号分析器(17)用导线连接，应力波信号分析器(17)外接一条信号传输线；消波器(18)、应力波检测器(16)和脉冲电流发射1器(14)三者由一根平直波导管(15)串接在一起，消波器(18)位于滑杆(9)顶端限位块(10)上部；波导管(15)在消波器(18)上端发生90°的转向，到达滑杆(9)轴线处时再发生向下的90°转向，而后进入滑杆(9)内部回接至脉冲电流发射器(14)，由此形成一个波导管(15)组成的激励回路。