一种设有永磁直线发电机的海洋浮式超声波测风装置的制作方法

本实用新型设计了一种海洋测风装置，更具体的来说是一种综合利用海洋波浪能、风能的海上超声波测风装置。

背景技术：

随着社会的发展与进步，人类对能源的依赖日益凸显，传统能源已满足不了社会发展的需求，寻求可再生能源迫在眉睫。风能作为一种新型能源，目前已受到越来越多国家的重视。我国海上风能资源为陆地风能资源的3倍，且风期持续时间长；海平面粗糙度小，风速随高度没有明显的变化，湍流强度低。海上风能的开发利用，无需受制于噪声、电磁波、鸟类等诸多因素的干扰，且不会对陆上土地进行占用；并且海上的风电不会造成环境污染和产生有害物质，有着非常大的环保效益。

但是想要利用海洋风能，首先需要了解海洋上风的变化规律及特征，通过测量建立相关风场信息， 为以后利用海上风能资源提供一定的依据。超声测风是超声波检测技术在气体介质中的一种应用，超声波测风仪是指利用发送超声波脉冲，测量接收端的时间或频率差别(多普勒频移)来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器。超声波测风仪被应用在多个技术领域，如环境检测、风力发电、测风塔和气象站等，与常规的风杯或旋翼式风速仪相比，这种测量方法的最大特点在于整个测风系统没有任何机械转动部件，属于无惯性测量，故能准确测出自然风中阵风脉动的高频成分，结合现代计算机技术，可在更高层次上揭示自然风的特性对于提高抗风减灾能力和风资源的合理利用有重大意义。

目前，海上进行超声波测风研究时，大多将其安装在海洋固定桩柱上，然而，随着吃水的增加，使用固定桩柱搭载超声波测风装置进行测风研究，已经不能满足工作的需求。研制不受海洋环境限制，并且能够搭载超声波测

技术实现要素：

1、所要解决的技术问题：

现有海上超声测风研究时，需要将其安装在海洋固定桩上，船舶吃水的深浅影响到用固定桩柱搭载超声波测风装置进行测风研究。

2、技术方案：

为了解决以上问题，本实用新型提供了一种设有永磁直线发电机的海洋浮式超声波测风装置，包括大浮体1-1和蓄电池1-5，所述蓄电池1-5设置在大浮体1-1内，所述大浮体1-1上方设有海洋平台上表面4-1，所述海洋平台上表面4-1通过多根立柱1-7和大浮体1-1连接，所述海洋平台上表面4-1上至少固定一个超声波测风仪1-8，还设有多个小浮体1-3均匀的分布在大浮体1-1外，通过合金钢管3-1和大浮体1-1连接，所述每个小浮体1-3设置有永磁直线发电机1-4，所述永磁直线发电机1-4和蓄电池1-5连接。

所述的永磁直线发电机包括定子铁芯2-2，所述的定子铁芯2-2内设置多组绕组2-3，所述绕组2-3绕在动子上，将动子分割成第一动子磁极2-4和第二动子磁极2-5交替分布，所述的动子内设置直轴2-6，所述的直轴2-6穿过动子。

所述的大浮体1-1包括电池舱、仪器舱3-2和压载舱1-2，所述电池舱、仪器舱3-2、压载舱1-2间用水密舱壁隔开，其中压载舱1-2位于大浮体1-1底部，中部为仪器舱3-2，电池舱位于仪器舱3-2上方，所述电池舱内设置有蓄电池1-5。

所述的压载舱1-2内放置铸铁。

所述蓄电池1-5为多个，均匀分布于底部大浮体1-1的仪器舱3-2上方，且与小浮体1-3的夹角为45°。

所述的立柱1-7为四根，均匀的分布在大浮体1-1上，所述的立柱之间设有多根桁架1-6。

所述海洋平台上表面4-1上固定有三个超声波测风仪1-8，所述的三个超声波测风仪1-8均匀的分布在所述海洋平台上表面4-1的边缘处。

所述的三个超声波测风仪1-8的中心位置设置有航标灯4-2。

测风时采用全锚链系泊。

3、有益效果：

本实用新型提供的海洋浮式超声波测风装置结构稳定，能够在复杂的海洋环境中承受重力、浮力、自身惯性力、辐射流体动力、波浪扰动力的作用的同时，安全稳定地工作。而且能够结合装置的结构特征及海上工作的环境，利用了海洋波浪能，和解决了测风装置自身的耗能问题，且本装置可移至不同海域进行风力探测。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构图。

图2为本实用新型的永磁直线发电机示意图。

图3为本实用新型大浮体处的结构设计图。

具体实施方式

下面通过附图对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，所述大浮体1-1上方设有海洋平台上表面4-1，所述海洋平台上表面4-1通过多根立柱1-7和大浮体1-1连接，所述海洋平台上表面4-1上至少固定一个超声波测风仪1-8，还设有多个小浮体1-3均匀的分布在大浮体1-1外，这样的结构增强本装置的耐波性与初稳性。

每个小浮体1-3上设置有永磁直线发电机1-4，永磁直线发电具有传动链条短、效率高、体积小、精度高等优点。小浮体1-3在海面的垂荡运动可用于向电能的装换，将垂荡运动降低的同时，将这种波浪能转化电能储存在蓄电池中。所述永磁发电的电能储存于大浮体内的蓄电池，不仅减小外界的冲击载荷作用，而且避免了潮湿环境的影响。蓄电池1-5不仅为平台工作储备一定的电力，同时也起到压载作用。

海洋平台上表面上设置超声波测风仪，有利于数据的采集，优选均布的3个超声测风装置，有利于数据的准确，排除其他偶然因素的影响。

所述的大浮体1-1包括电池舱、仪器舱3-2和压载舱1-2，所述电池舱、仪器舱3-2、压载舱1-2间用水密舱壁隔开，其中压载舱1-2位于大浮体1-1底部，中部为仪器舱3-2，电池舱位于仪器舱3-2上方，所述电池舱内设置有蓄电池1-5。所述各舱室间用水密舱壁隔开，以防工作的相互影响，减小横摇时倾覆力矩。

所述海洋平台上表面1-4上设置的三个超声波测风仪1-8的中心位置设置有航标灯4-2。，通过发出规定的灯光与闪烁频率，达到规定的照射角度与能见距离，避免与过往的船只发生碰撞。

所述压载仓1-2中设置铸铁，利用铸铁的重力，降低整个装置的重心，保证重心在整个装置的稳心之下。

所述的立柱1-7为四根，均匀的分布在大浮体1-1上，所述的立柱之间设有多根桁架1-6，使海洋平台稳定的设置在大浮体1-1的上方，有利于超声波测风仪1-8的工作。

如图2所示，所述的永磁直线发电机包括定子铁芯2-2，所述的定子铁芯2-2内设置多组绕组2-3，所述绕组2-3绕在动子上，将动子分割成第一动子磁极2-4和第二动子磁极2-5交替分布，所述的动子内设置直轴2-6，所述的直轴2-6穿过动子。

如图3所示，所述蓄电池1-5为多个，均匀分布于底部大浮体1-1的仪器舱3-2上方，且与小浮体1-3的夹角为45°，避免由于应力集中而产生破坏。

所述本装置采用全锚链系泊，无需着重考虑低频运动。系泊揽绳能降低本装置的摇荡。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但它们并不是用来限定本实用新型的，任何熟习此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。