一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置。包括一以浮游式工作方式在水面上运行的船体，浮游式包括漂浮与游动，所述船体的前部安装有实现船体对水面障碍物规避的红外避障装置，所述船体后部位于水面下方安装有用于向水体供氧的曝气装置，所述船体的前部周侧还设置有用于发射超声波去除及抑制藻类生长的若干超声波换能器，所述船体的后部相对于水平面还倾斜设置有太阳能板，该太阳能板将转换的电能传输给设置于船体上的供电系统，以供整个装置使用，所述船体的尾部还设置有实现船体游动的螺旋桨推进器，本实用新型实现了装置遇障碍物转弯，并通过曝气装置提高水体自净能力，提高治理蓝藻水华的效率，造价、运行成本低。
【专利说明】
一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置。
【背景技术】
[0002]蓝藻水华所引起的环境问题越来越受到社会各界的关注。2015年7月国务院发布《水污染防治行动计划》(简称“水十条”)，旨在2030年改善全国水环境质量。“水十条”要求深化重点流域污染防治，对排入富营养河流湖泊的N、P元素进行监测，同时控制富营养化水体水华。
[0003]传统的除藻方法有遮光、混凝、絮凝、氯化、光分解等。传统的除藻方法都是采用大规模的杀死藻类，导致藻细胞内的藻毒素释放到水体中，虽然传统的方法达到了除藻的效果，但藻毒素的释放却给环境安全带来了更进一步的威胁。
[0004]超声技术是近年来发展起来的一种新型环境技术，主要原理是利用超声产生的空化作用、自由基效应等直接去除水中三卤甲烷前体物、消毒后形成的消毒副产物、持久性有机污染物、内分泌干扰物、藻毒素、有毒有害的难降解有机物等，因此，在水处理中的应用越来越广泛。近年来人们发现超声能够有效抑制藻类的生长，并且在寻找合适的超声参数范围使得超声技术能够实现抑制藻类生长的同时又不使藻毒素释放到水体中。
[0005]之前相类似的超声除藻装置虽然能够去除藻类，但在实际使用过程中发现当装置遇到水体中杂草阻挡时则无法继续工作，这使得装置的除藻效率大大降低，同时一般除藻装置固定于岸边，作用范围很小。另外，由于富营养化水体中一般缺乏溶解氧，水体自净能力低，这也是降低除藻装置效率的一个原因。
【发明内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，该装置造价、运行成本低;利用曝气装置增加水体含氧量，提高装置处理蓝藻水华的效率;利用红外线感应湖面上的障碍物，通过控制板控制装置及时规避障碍物，实验装置智能避障功能;利用太阳能作为动力源，绿色环保，节能减排。
[0007]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，包括一以浮游式工作方式在水面上运行的船体，浮游式包括漂浮与游动，所述船体的前部安装有实现船体对水面障碍物规避的红外避障装置，所述船体后部位于水面下方安装有用于向水体供氧的曝气装置，所述船体的前部周侧还设置有用于发射超声波去除及抑制藻类生长的若干超声波换能器，所述船体的后部相对于水平面还倾斜设置有太阳能板，该太阳能板将转换的电能传输给设置于船体上的供电系统，以供整个装置使用，所述船体的尾部还设置有实现船体游动的螺旋桨推进器。
[0008]在本实用新型一实施例中，还包括一与所述超声波换能器连接的超声波发生器，该超声波发生器由所述供电系统供电，所述超声波发生器由信号发生器和功率放大器组成。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述供电系统包括依次连接的太阳能控制器、蓄电池、用于控制蓄电池工作时间的时间控制器和逆变器，所述太阳能控制器和时间控制器分别用于控制太阳能板和蓄电池的工作时间，以保证发电量低于蓄电池电容量，所述逆变器用于将蓄电池输出的直流电转化为220V交流电，输出给所述信号发生器。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述螺旋桨推进器包括与所述逆变器连接的电机调速开关、电动机和螺旋桨;所述电机调速开关通过控制电动机来控制螺旋桨的转速，以控制船体在水面上的游动速度，进而控制整个装置的除藻作用范围。
[0011]在本实用新型一实施例中，所述曝气装置与所述逆变器连接，所述曝气装置还经配气装置连接一曝气头，以便于曝气装置通过曝气头向水体释放氧气。
[0012]在本实用新型一实施例中，所述红外避障装置包括与时间控制器连接的红外线传感器、与红外线传感器连接且用于控制船体游动方向的控制板，所述控制板还连接至所述电动机。
[0013]在本实用新型一实施例中，所述超声波换能器频率范围20kHz?100kHz。
[0014]在本实用新型一实施例中，所述的装置设计外形采用最宽处置于中间靠后的流线形体。
[0015]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:
[0016]①采用避障装置，利用红外线感应前方障碍物，通过控制板控制装置方向，实现装置遇障碍物转弯的功能，增强了装置的实用性；
[0017]②采用曝气装置，提高水体自净能力，进一步提高了装置除藻的效率。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型结构示意图；其中，1、超声波发生器;2、超声波换能器;3、太阳能板;4、螺旋桨;5、供电系统;6-1，6-2，6-3、红外线感应装置;7、曝气装置;8、配气装置;9、曝气孔;10、控制板。
[0019]图2是本实用新型结构示意图。
[0020]图3是本实用新型工作原理图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0022]本实用新型的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，包括一以浮游式工作方式在水面上运行的船体，浮游式包括漂浮与游动，所述船体的前部安装有实现船体对水面障碍物规避的红外避障装置，所述船体后部位于水面下方安装有用于向水体供氧的曝气装置，所述船体的前部周侧还设置有用于发射超声波去除及抑制藻类生长的若干超声波换能器(还包括一与所述超声波换能器连接的超声波发生器，该超声波发生器由所述供电系统供电，所述超声波发生器由信号发生器和功率放大器组成，所述超声波换能器频率范围20kHz?100kHz)，所述船体的后部相对于水平面还倾斜设置有太阳能板，该太阳能板将转换的电能传输给设置于船体上的供电系统，以供整个装置使用，所述船体的尾部还设置有实现船体游动的螺旋桨推进器。
[0023]所述供电系统包括依次连接的太阳能控制器、蓄电池、用于控制蓄电池工作时间的时间控制器和逆变器，所述太阳能控制器和时间控制器分别用于控制太阳能板和蓄电池的工作时间，以保证发电量低于蓄电池电容量，所述逆变器用于将蓄电池输出的直流电转化为220V交流电，输出给所述信号发生器。所述螺旋桨推进器包括与所述逆变器连接的电机调速开关、电动机和螺旋桨;所述电机调速开关通过控制电动机来控制螺旋桨的转速，以控制船体在水面上的游动速度，进而控制整个装置的除藻作用范围。
[0024]所述曝气装置与所述逆变器连接，所述曝气装置还经配气装置连接一曝气头，以便于曝气装置通过曝气头向水体释放氧气。所述红外避障装置包括与时间控制器连接的红外线传感器、与红外线传感器连接且用于控制船体游动方向的控制板，所述控制板还连接至所述电动机。
[0025]所述的装置设计外形采用最宽处置于中间靠后的流线形体。
[0026]以下具体讲述本实用新型技术方案。
[0027]本实用新型是一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其结构示意图如图1和图2所示。电池内储存的电能由太阳能板3和供电系统5将太阳能转化的。供电系统5主要包括:太阳能控制器、蓄电池、时间控制器和逆变器。蓄电池和太阳能板的工作时间分别由时间控制器和太阳能控制器控制。光能经太阳能板后被转化为电能，当蓄电池内的电能储量达到设定值时便可向超声波发生器1、电动机、红外线感应装置6和曝气装置7供电，超声波除藻装置启动运行。
[0028]图3是装置的工作原理图，电能能过供电系统内的逆变器将直流电转化为装置所需要的220V交流电，交流电被输送至超声波发生器、电动机和曝气装置。供电系统所提供的交流电流经信号发生器、功率放大器和换能器后，最终被转换为特定频率的超声波信号。超声波换能器的特定频率是根据不同频率超声对藻细胞去除率优选而确定的，装置可以根据水体中不同优势藻种选取不同频率进行处理，对于蓝藻，可采用20?100 kHz ο
[0029]供电系统所提供的交流电流经电机调速开关和电动机，为装置提供工作所需的动力。供电系统所提供的交流电流经信号发生器和功率放大器后被转换为高频交流电信号，从而为曝气装置提供所需电能。曝气装置7通电后，压缩空气进入配气装置8通过曝气孔9向受污染水体供氧，增大水中溶解氧的含量。在供电系统内还未流经逆变器的一部分直流电直接输送至红外线传感器内，利用红外线感应前方障碍物距离产生信号，通过电路控制板1控制除藻装置的方向，从而实现遇到障碍物转弯。
[0030]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，包括一以浮游式工作方式在水面上运行的船体，浮游式包括漂浮与游动，其特征在于:所述船体的前部安装有实现船体对水面障碍物规避的红外避障装置，所述船体后部位于水面下方安装有用于向水体供氧的曝气装置，所述船体的前部周侧还设置有用于发射超声波去除及抑制藻类生长的若干超声波换能器，所述船体的后部相对于水平面还倾斜设置有太阳能板，该太阳能板将转换的电能传输给设置于船体上的供电系统，以供整个装置使用，所述船体的尾部还设置有实现船体游动的螺旋桨推进器。2.根据权利要求1所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:还包括一与所述超声波换能器连接的超声波发生器，该超声波发生器由所述供电系统供电，所述超声波发生器由信号发生器和功率放大器组成。3.根据权利要求2所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述供电系统包括依次连接的太阳能控制器、蓄电池、用于控制蓄电池工作时间的时间控制器和逆变器，所述太阳能控制器和时间控制器分别用于控制太阳能板和蓄电池的工作时间，以保证发电量低于蓄电池电容量，所述逆变器用于将蓄电池输出的直流电转化为220V交流电，输出给所述信号发生器。4.根据权利要求3所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述螺旋桨推进器包括与所述逆变器连接的电机调速开关、电动机和螺旋桨;所述电机调速开关通过控制电动机来控制螺旋桨的转速，以控制船体在水面上的游动速度，进而控制整个装置的除藻作用范围。5.根据权利要求3所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述曝气装置与所述逆变器连接，所述曝气装置还经配气装置连接一曝气头，以便于曝气装置通过曝气头向水体释放氧气。6.根据权利要求4所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述红外避障装置包括与时间控制器连接的红外线传感器、与红外线传感器连接且用于控制船体游动方向的控制板，所述控制板还连接至所述电动机。7.根据权利要求1所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述超声波换能器频率范围20kHz?10kHz。8.根据权利要求1所述的一种具有避障功能的浮游太阳能曝气与超声波除藻装置，其特征在于:所述的装置设计外形采用最宽处置于中间靠后的流线形体。
【文档编号】C02F7/00GK205556255SQ201620272091
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】范功端, 陈薇, 罗静, 林修咏, 许仁星, 林茹晶, 苏昭越
【申请人】福州大学