本發(fā)明涉及水位傳感器，尤其涉及一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置。

背景技術(shù)：

1、船舶吃水是船舶的重要參數(shù)之一，直接影響船舶的安全性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。船舶吃水的測(cè)量是船舶的重要工作之一，可以用于船舶的裝載、排水、修理、檢驗(yàn)等場(chǎng)合。目前，船舶吃水的測(cè)量主要有以下幾種方法：

2、一是人工觀測(cè)法：利用船舶兩端的吃水標(biāo)尺，由人工觀測(cè)船舶的前后吃水，然后根據(jù)船舶的吃水表或者吃水曲線，計(jì)算出船舶的平均吃水。這種方法操作簡(jiǎn)單，但是精度低，受人為因素和環(huán)境因素的影響大，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)船舶的吃水變化，并且人員在工作中的安全并不能夠完全保障，在觀測(cè)過程中容易發(fā)生危險(xiǎn)。

3、二是壓力傳感器法：利用壓力傳感器測(cè)量船舶兩端的水壓差，然后根據(jù)水壓差和船舶的長度，計(jì)算出船舶的平均吃水。這種方法精度較高，但是成本較高，需要安裝多個(gè)壓力傳感器，而且壓力傳感器容易受到海水的腐蝕和污染，影響其準(zhǔn)確性、可靠性和使用壽命。

4、三是超聲波傳感器法：利用超聲波傳感器測(cè)量船舶兩端的水面距離，然后根據(jù)水面距離和船舶的高度，計(jì)算出船舶的平均吃水。這種方法精度較高，但是成本較高，需要安裝多個(gè)超聲波傳感器，由于海面環(huán)境惡劣，超聲波傳感器很容易受到風(fēng)浪和水霧的干擾，影響其測(cè)量的準(zhǔn)確性。

5、因此，亟需設(shè)計(jì)一種安全可靠、精度高、實(shí)時(shí)反饋以及能適應(yīng)惡劣環(huán)境的船舶吃水傳感裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，以滿足船舶吃水傳感裝置對(duì)于安全可靠、高精度、實(shí)時(shí)反饋以及適應(yīng)惡劣環(huán)境的要求。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

3、一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，包括：浮子組件、轉(zhuǎn)換組件及摩擦納米發(fā)電機(jī)；浮子組件包括筒狀的浮子外殼和在浮子外殼內(nèi)隨水位升降的浮子；轉(zhuǎn)換組件設(shè)在浮子外殼上，用于將浮子的升降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)；摩擦納米發(fā)電機(jī)利用轉(zhuǎn)換組件產(chǎn)生的垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電；轉(zhuǎn)換組件為多組，多組轉(zhuǎn)換組件沿浮子升降運(yùn)動(dòng)方向間隔設(shè)置；摩擦納米發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換組件數(shù)量相對(duì)應(yīng)。

4、進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)換組件包括滑塊和彈性體；浮子外殼的側(cè)壁開設(shè)有安裝孔，滑塊可沿安裝孔的軸向滑動(dòng)；彈性體一端固定連接滑塊、另一端固定連接浮子外殼的外壁；浮子上升后推動(dòng)滑塊滑動(dòng)、下降后彈性體將滑塊復(fù)位。

5、進(jìn)一步的，摩擦納米發(fā)電機(jī)包括：接觸層、電極及顯示組件；接觸層固設(shè)在滑塊的端部，接觸層朝向浮子外殼的外部；浮子外殼外壁固設(shè)有防護(hù)殼體，防護(hù)殼體罩住滑塊，電極固設(shè)在防護(hù)殼體的內(nèi)壁，電極與接觸層相對(duì)且間隔；浮子推動(dòng)滑塊滑動(dòng)后接觸層與電極相接觸；顯示組件連接電極并用于顯示電流存在。

6、進(jìn)一步的，顯示組件包括電阻和指示燈；電極、電阻及指示燈串聯(lián)后接地。

7、進(jìn)一步的，電極為金屬電極，接觸層由介電材料制成。

8、進(jìn)一步的，彈性體為乳膠管，乳膠管一端套設(shè)在滑塊上、另一端固定在安裝孔的邊緣，乳膠管用密封膠進(jìn)行密封和固定。

9、進(jìn)一步的，滑塊的外周面固設(shè)有定位臺(tái)階，定位臺(tái)階的直徑大于安裝孔的直徑，定位臺(tái)階位于浮子外殼的外側(cè)。

10、進(jìn)一步的，多個(gè)安裝孔沿浮子升降運(yùn)動(dòng)方向呈直線的、等間隔的布置。

11、進(jìn)一步的，浮子的長度為多個(gè)安裝孔中的最大間距的兩倍以上。

12、進(jìn)一步的，浮子的端部為半球形。

13、有益效果：

14、第一、本申請(qǐng)?jiān)O(shè)置轉(zhuǎn)換組件將浮子的升降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)，摩擦納米發(fā)電機(jī)利用垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)將船舶吃水變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。

15、第二、本申請(qǐng)通過將浮子的長度設(shè)置為測(cè)量范圍的兩倍以上和用乳膠管制作彈性體完成安裝孔的密封，將摩擦納米發(fā)電機(jī)與海水進(jìn)行隔離；避免海水腐蝕對(duì)輸出信號(hào)的影響，能夠適應(yīng)惡劣環(huán)境。

16、第三、本申請(qǐng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，具有精度高、實(shí)時(shí)反饋、可快速安裝與拆除、成本低以及壽命長的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，包括：浮子組件、轉(zhuǎn)換組件及摩擦納米發(fā)電機(jī)；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換組件包括滑塊(3)和彈性體(4)；所述浮子外殼(1)的側(cè)壁開設(shè)有安裝孔，所述滑塊(3)可沿所述安裝孔的軸向滑動(dòng)；所述彈性體(4)一端固定連接所述滑塊(3)、另一端固定連接所述浮子外殼(1)的外壁；所述浮子(2)上升后推動(dòng)所述滑塊(3)滑動(dòng)、下降后所述彈性體(4)將所述滑塊(3)復(fù)位。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述摩擦納米發(fā)電機(jī)包括：接觸層(5)、電極(6)及顯示組件(7)；所述接觸層(5)固設(shè)在所述滑塊(3)的端部，所述接觸層(5)朝向所述浮子外殼(1)的外部；所述浮子外殼(1)外壁固設(shè)有防護(hù)殼體(8)，所述防護(hù)殼體(8)罩住所述滑塊(3)，所述電極(6)固設(shè)在所述防護(hù)殼體(8)的內(nèi)壁，所述電極(6)與接觸層(5)相對(duì)且間隔；所述浮子(2)推動(dòng)所述滑塊(3)滑動(dòng)后所述接觸層(5)與電極(6)相接觸；所述顯示組件(7)連接所述電極(6)并用于顯示電流存在。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述顯示組件(7)包括電阻(9)和指示燈(10)；所述電極(6)、電阻(9)及指示燈(10)串聯(lián)后接地。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述電極(6)為金屬電極，所述接觸層(5)由介電材料制成。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述彈性體(4)為乳膠管，所述乳膠管一端套設(shè)在所述滑塊(3)上、另一端固定在所述安裝孔的邊緣，所述乳膠管用密封膠進(jìn)行密封和固定。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述滑塊(3)的外周面固設(shè)有定位臺(tái)階，所述定位臺(tái)階的直徑大于所述安裝孔的直徑，所述定位臺(tái)階位于所述浮子外殼(1)的外側(cè)。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，多個(gè)所述安裝孔沿所述浮子(2)升降運(yùn)動(dòng)方向呈直線的、等間隔的布置。

9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述浮子(2)的長度為多個(gè)所述安裝孔中的最大間距的兩倍以上。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，其特征在于，所述浮子(2)的端部為半球形。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于摩擦納米發(fā)電機(jī)的船舶吃水傳感裝置，包括：浮子組件、轉(zhuǎn)換組件以及摩擦納米發(fā)電機(jī)；浮子組件包括筒狀的浮子外殼和在浮子外殼內(nèi)隨水位升降的浮子；轉(zhuǎn)換組件設(shè)在浮子外殼上，用于將浮子的升降運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)；摩擦納米發(fā)電機(jī)利用轉(zhuǎn)換組件產(chǎn)生的垂直于浮子升降運(yùn)動(dòng)方向的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行發(fā)電；轉(zhuǎn)換組件為多組，多組轉(zhuǎn)換組件沿浮子升降運(yùn)動(dòng)方向間隔設(shè)置；摩擦納米發(fā)電機(jī)與轉(zhuǎn)換組件數(shù)量相對(duì)應(yīng)。本發(fā)明將船舶吃水變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行測(cè)量，避免海水腐蝕對(duì)輸出信號(hào)的影響，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠，滿足船舶吃水傳感裝置對(duì)于安全可靠、高精度、實(shí)時(shí)反饋以及適應(yīng)惡劣環(huán)境的要求。

技術(shù)研發(fā)人員：鄒永久,陸旭,孫敏崢,曾宇迪,張馨予,卓楨漢,李爽,徐敏義
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連海事大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23