潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置及組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置及包含該潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置。該潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置包括一液位浮球開(kāi)關(guān)，所述液位浮球開(kāi)關(guān)安裝于一與調(diào)整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開(kāi)關(guān)的浮球安裝于一管狀的封閉室內(nèi)，所述封閉室的底端接設(shè)有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設(shè)于所述封閉室內(nèi)，所述管狀體的另一端接設(shè)有一透水節(jié)，所述透水節(jié)的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個(gè)透水孔。本實(shí)用新型該液位測(cè)量裝置較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)潮差液位信號(hào)測(cè)量，且由于使用電信號(hào)進(jìn)行控制，信號(hào)采集穩(wěn)定，不受波浪大小的影響，信號(hào)的采集準(zhǔn)確度可達(dá)±3mm的誤差，信號(hào)處理簡(jiǎn)單，系統(tǒng)邏輯判斷容易，發(fā)送指令準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】 潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置及組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明創(chuàng)造屬于波浪能發(fā)電裝置【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置以及組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]波浪能是蘊(yùn)含量豐富的清潔能源，為了運(yùn)用波浪能，目前普遍使用組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置對(duì)波浪能進(jìn)行運(yùn)用。組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置通過(guò)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(fā)電裝置為正常工作，其油缸受海水潮差的影響要隨時(shí)變換高度位置，由于海洋中潮位是隨時(shí)發(fā)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(duì)該潮差進(jìn)行測(cè)量并將測(cè)量的信號(hào)反饋給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行調(diào)節(jié)潮差的動(dòng)作。而且要求使油缸的位置隨著潮位的變化而變化，并且對(duì)這種調(diào)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(fā)電裝置的液位測(cè)量部件，一般使用行程開(kāi)關(guān)，行程開(kāi)關(guān)分為2個(gè)，分別測(cè)量潮位上漲和潮位下落。
[0004]利用行程開(kāi)關(guān)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(dòng)，當(dāng)潮位上漲到一定程度后(假設(shè)波浪大小不變)，觸碰桿接觸安裝于油缸上的行程開(kāi)關(guān)，這時(shí)行程開(kāi)關(guān)就有一動(dòng)作信號(hào)，該信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)，判斷后認(rèn)為是上漲信號(hào)，發(fā)送給執(zhí)行電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)升降螺桿上升，從而帶動(dòng)油缸上移，移動(dòng)量由開(kāi)始初始設(shè)定。潮位向下移動(dòng)到一定程度時(shí)，按同樣的道理進(jìn)行信號(hào)處理并動(dòng)作。
[0005]當(dāng)潮位變高時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)觸碰行程開(kāi)關(guān)，信號(hào)傳遞給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，潮位由高到低時(shí)，行程開(kāi)關(guān)同樣按順序執(zhí)行動(dòng)作，提供向下的信號(hào)，通過(guò)行程開(kāi)關(guān)的方式提供的信號(hào)為機(jī)械式接觸，但因波浪具有明確的大小不確定性，機(jī)械式的接觸容易造成機(jī)械損傷行程開(kāi)關(guān)，使行程開(kāi)關(guān)很快失效。
[0006]由于行程開(kāi)關(guān)式的液位測(cè)量因?yàn)槭菣C(jī)械接觸，容易發(fā)生損害故障，對(duì)電氣系統(tǒng)的邏輯判斷要求高，且因?yàn)槭菣C(jī)械式接觸，對(duì)系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)接觸要求準(zhǔn)確，且信號(hào)采集受波浪影響太大，準(zhǔn)確度低，偏差大約為±15cm。還有，行程開(kāi)關(guān)測(cè)量提供的信號(hào)對(duì)系統(tǒng)的判斷產(chǎn)生難度，不容易判別是潮位升高還是降低，容易產(chǎn)生誤操作，行程開(kāi)關(guān)式的測(cè)量裝置對(duì)波浪的適用能力差，信號(hào)容易失靈等若干問(wèn)題。
[0007]另外，行程開(kāi)關(guān)式的液位測(cè)量信號(hào)處理的缺點(diǎn)很多，一是對(duì)波浪的大小產(chǎn)生的信號(hào)沒(méi)法處理，如果來(lái)了一個(gè)大的波浪，帶動(dòng)浮子提升的高度太大，使觸碰桿的觸發(fā)點(diǎn)超過(guò)了行程開(kāi)關(guān)，容易造成行程開(kāi)關(guān)的機(jī)械損害，二是因?yàn)檫@種方式為頻繁的機(jī)械接觸，容易對(duì)部件造成損害，三是系統(tǒng)對(duì)信號(hào)本身的處理難度大，特別是潮位上漲到最高到開(kāi)始下落或從最低到上漲的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，信號(hào)處理容易出問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于解決上述技術(shù)問(wèn)題而提供一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置以及包含所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置的組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置，其通過(guò)采集電信號(hào)進(jìn)行液位的測(cè)量，且信號(hào)采集與不受波浪影響，采集信號(hào)準(zhǔn)確，執(zhí)行動(dòng)作可靠。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明創(chuàng)造采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，包括一液位浮球開(kāi)關(guān)，所述液位浮球開(kāi)關(guān)安裝于一與調(diào)整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開(kāi)關(guān)的浮球安裝于一管狀的封閉室內(nèi)，所述封閉室的底端接設(shè)有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設(shè)于所述封閉室內(nèi)，所述管狀體的另一端接設(shè)有一透水節(jié)，所述透水節(jié)的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個(gè)透水孔。
[0011]所述封閉室與所述管狀體通過(guò)一連接過(guò)渡件相密封連接。
[0012]所述連接過(guò)渡件采用一錐型體。
[0013]所述管狀體由至少兩個(gè)同直徑的管體通過(guò)可拆裝的連接件相連接。
[0014]所述管狀體外設(shè)有一導(dǎo)向套。
[0015]所述調(diào)整桿的下部設(shè)有一段外螺紋，所述封閉法蘭通過(guò)該段外螺紋與所述調(diào)整桿相連接且所述封閉法蘭在所述調(diào)整桿的上安裝位置可調(diào)。
[0016]所述液位浮球開(kāi)關(guān)外罩設(shè)一封閉保護(hù)罩。
[0017]本發(fā)明創(chuàng)造的目的還在于提供一種組合振蕩浮子型波浪能發(fā)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(guò)固定支架安裝有至少一個(gè)所述液位測(cè)量裝置。
[0018]本發(fā)明創(chuàng)造液位測(cè)量裝置通過(guò)將液位浮球開(kāi)關(guān)安裝于一與調(diào)整桿連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開(kāi)關(guān)的浮球安裝于一管狀的封閉室內(nèi)，所述封閉室的底端接設(shè)有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設(shè)于所述封閉室內(nèi)，所述管狀體的另一端接設(shè)有一透水節(jié)，所述透水節(jié)的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個(gè)透水孔，該液位測(cè)量裝置可以較準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)液位測(cè)量，且由于使用電信號(hào)進(jìn)行控制，信號(hào)采集穩(wěn)定，不受波浪大小的影響，信號(hào)的采集準(zhǔn)確度可達(dá)±3mm的誤差，信號(hào)處理簡(jiǎn)單，系統(tǒng)邏輯判斷容易，發(fā)送指令準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1所示為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例提供的潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2所示為圖1中連接封閉室的管體的管狀體的具體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3所示為透水板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4所示為圖1中構(gòu)成封閉室的管體與管狀體的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5所示為本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例提供的潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置與組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024]下面，結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于所列的實(shí)施例。
[0025]請(qǐng)參閱圖1飛所示，一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置8，包括一液位浮球開(kāi)關(guān)80，所述液位浮球開(kāi)關(guān)80安裝于一螺裝連接于至少三個(gè)調(diào)整桿84的封閉法蘭85上，所述液位浮球開(kāi)關(guān)80的浮球(包括三個(gè)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(nèi)，所述封閉室81的底端接設(shè)有一與所述封閉室81相連通的細(xì)的管狀體82，所述管狀體82可套設(shè)于所述封閉室81內(nèi)，參見(jiàn)圖2所示，所述管狀體82的另一端接設(shè)有一透水節(jié)87，所述透水節(jié)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(gè)透水孔880。
[0026]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(guò)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(yōu)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。
[0027]為了使所述封閉室與管狀體連接穩(wěn)固，本發(fā)明實(shí)施例中，所述封閉室81與所述管狀體82通過(guò)一連接過(guò)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(jié)構(gòu)。
[0028]較優(yōu)的，所述連接過(guò)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(nèi)，并穿過(guò)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。
[0029]根據(jù)液體壓力原理，液位越深的位置，對(duì)頂部的壓力變化的敏感度越小，而經(jīng)實(shí)際測(cè)算，當(dāng)所述的管狀體82探入水深4米以下時(shí)(含4米)，對(duì)頂部波浪的影響就很小了，可以保證頂部的實(shí)際液面與理論液面的偏差較小，因此，本發(fā)明實(shí)施例中，所述管狀體的長(zhǎng)度為大于等于4米。
[0030]由于在具體測(cè)量使用時(shí)，所述管狀體82比較長(zhǎng)，一般在4米以上，與透水節(jié)連接后的高度Hl在4米以上，為了方便運(yùn)輸，所述管狀體82設(shè)計(jì)為由至少兩個(gè)同直徑的管體通過(guò)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(kāi)后運(yùn)輸，運(yùn)輸?shù)桨惭b地點(diǎn)后方便快速臨時(shí)安裝。
[0031]所述透水節(jié)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(duì)所述液位浮球開(kāi)關(guān)80的三個(gè)浮球進(jìn)行作用而測(cè)量，海水通過(guò)底部的透水孔上下移動(dòng)，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。
[0032]進(jìn)一步的,所述管狀體82外設(shè)有一導(dǎo)向套83 (參見(jiàn)圖5所示),所述導(dǎo)向套或?qū)蚬艿拈L(zhǎng)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(dǎo)向，管狀體在上下移動(dòng)時(shí)不脫離方向。
[0033]本發(fā)明創(chuàng)造實(shí)施例中，所述封閉法蘭85與所述調(diào)整桿84 (至少三個(gè)，可按所述封閉法蘭85的圓面均勻布置)通過(guò)一段螺紋形成可調(diào)節(jié)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(shè)置于所述調(diào)整桿84的下部桿體上，所述封閉法蘭85由螺栓與所述調(diào)整桿84連接，并可以通過(guò)所述一段法蘭進(jìn)行位置調(diào)節(jié)，以方便調(diào)節(jié)所述液位浮球開(kāi)關(guān)80的初始位置，也就是說(shuō)，所述液位浮球開(kāi)關(guān)80的初始位置可以在該段螺紋范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0034]所述一段螺紋的長(zhǎng)度可以是300mm。
[0035]進(jìn)一步，為了保護(hù)所述的液位浮球開(kāi)關(guān)80，在所述液位浮球開(kāi)關(guān)80外罩設(shè)一封閉保護(hù)罩86，用于將所述液位浮球開(kāi)關(guān)80罩住，并使用密封膠等措施保證密封不進(jìn)海水。
[0036]本發(fā)明創(chuàng)造的目的還在于提供一種組合振蕩浮子型波浪能發(fā)電裝置，參見(jiàn)圖5所示，包括油缸1、與油缸同步移動(dòng)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(dǎo)桿6，所述浮子2在波浪作用力下獨(dú)立上下移動(dòng)，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(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電機(jī))，所述油缸支撐臂通過(guò)固定支架7安裝有所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置8。
[0037]由于所述的測(cè)量裝置8是與油缸支撐臂3、4是通過(guò)固定支架固定7在一起的，因而，水平面上漲時(shí)，油缸I會(huì)同時(shí)向上移動(dòng)，測(cè)量裝置8通過(guò)所述的油缸支撐臂3、4 一起隨油缸I同步移動(dòng)。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(dòng)是同步點(diǎn)的，即順著導(dǎo)桿6的方向上下移動(dòng)。
[0038]通過(guò)固定支架7連接測(cè)量裝置8，是因?yàn)橛透譏的連接點(diǎn)比較少，因此采用通過(guò)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。
[0039]從以上可以看出，上下移動(dòng)的浮子2與測(cè)量裝置8基本沒(méi)有什么關(guān)系。測(cè)量裝置8的信號(hào)主要與理論水平液面9有關(guān)。因?yàn)椴ɡ?0的起伏，理論水平液面9不容易獲得，而本發(fā)明則通過(guò)所述調(diào)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(guò)該液位浮球開(kāi)關(guān)80就可以將準(zhǔn)確的液面變動(dòng)信號(hào)傳遞至控制系統(tǒng)。
[0040]在進(jìn)行安裝該測(cè)量裝置8時(shí)，其初始安裝位置應(yīng)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(cè)量裝置8的初始安裝位置。因?yàn)楦∏虬惭b于封閉室81，封閉室81內(nèi)部的液體不與外部聯(lián)系，故此測(cè)量裝置8的準(zhǔn)確度與可靠性都很高。
[0041]當(dāng)液面上升時(shí)，中球802觸發(fā)上球801，給出上升信號(hào)，該信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)，系統(tǒng)可直接將該信號(hào)發(fā)送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電機(jī))，執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)螺旋升降器向上動(dòng)作。反之，液面向下時(shí)，中球802觸碰下球803，給出潮位下降的信號(hào)，該信號(hào)發(fā)送至執(zhí)行機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)(電機(jī))執(zhí)行螺旋升降器下降的動(dòng)作，完成對(duì)潮差的調(diào)整。
[0042]本發(fā)明創(chuàng)造潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置提供了可靠和安全的潮差信號(hào)測(cè)量方式，主要特點(diǎn)有:
[0043]1、裝配工藝性好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，利用液體深處壓力對(duì)頂部壓力敏感度低的特點(diǎn)，過(guò)濾了波浪對(duì)液面的影響，實(shí)用性高。
[0044]2、測(cè)量裝置與油缸同步，液面采集準(zhǔn)確，發(fā)出信號(hào)可靠，其附屬連接結(jié)構(gòu)密封，細(xì)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(lǐng)域的潮位測(cè)量信號(hào)要求。
[0045]3、液位開(kāi)關(guān)安裝初步可調(diào)，配合浮子、油缸等在海水中的初始安裝位置，設(shè)計(jì)使用合理。
[0046]4、封閉室(鋼管)的直徑從Φ76至Φ 121，管狀體直徑從Φ 15至Φ35均可，材料容易獲得。
[0047]本發(fā)明創(chuàng)造潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置的最大的優(yōu)點(diǎn)有:
[0048]1、提供的測(cè)量方式可靠，為無(wú)機(jī)械動(dòng)作結(jié)構(gòu)，利用的是電信號(hào)，系統(tǒng)可靠性提高。
[0049]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(hào)準(zhǔn)確。
[0050]3、系統(tǒng)的安裝較容易，水上作業(yè)環(huán)境惡劣，安裝操作都可以在浮子上部完成，人身安全性高。
[0051]以上所述僅是本發(fā)明創(chuàng)造的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，包括一液位浮球開(kāi)關(guān)，所述液位浮球開(kāi)關(guān)安裝于一與調(diào)整桿相連接的封閉法蘭上，所述液位浮球開(kāi)關(guān)的浮球安裝于一管狀的封閉室內(nèi)，所述封閉室的底端接設(shè)有一與所述封閉室相連通的管狀體，所述管狀體可套設(shè)于所述封閉室內(nèi)，所述管狀體的另一端接設(shè)有一透水節(jié)，所述透水節(jié)的端部連接有一透水板，所述透水板上具有多個(gè)透水孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述封閉室與所述管狀體通過(guò)一連接過(guò)渡件相密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述連接過(guò)渡件采用一錐型體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述管狀體由至少兩個(gè)同直徑的管體通過(guò)可拆裝的連接件相連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述管狀體外設(shè)有一導(dǎo)向套。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述調(diào)整桿的下部設(shè)有一段外螺紋，所述封閉法蘭通過(guò)該段外螺紋與所述調(diào)整桿相連接且所述封閉法蘭在所述調(diào)整桿的上安裝位置可調(diào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置，其特征在于，所述液位浮球開(kāi)關(guān)外罩設(shè)一封閉保護(hù)罩。
8.一種組合振蕩浮子型波浪能發(fā)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(guò)固定支架安裝有至少一個(gè)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述潮差液位信號(hào)測(cè)量裝置。
【文檔編號(hào)】F03B15/00GK203837774SQ201420194748
【公開(kāi)日】2014年9月17日 申請(qǐng)日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】鞏克忠, 史宏達(dá), 蔣詠暉, 付興友 申請(qǐng)人:青島松靈電力環(huán)保設(shè)備有限公司