專利名稱：一種水能參數(shù)綜合測試裝置的制作方法
一種水能參數(shù)綜合測試裝置技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬能源轉(zhuǎn)換模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種水能參數(shù)綜合測試裝置。
技術(shù)背景
目前，人們已經(jīng)在不改變大自然賦予的環(huán)境中，能將水能轉(zhuǎn)變成電能，向江河湖海索取能量，通過不同的轉(zhuǎn)換方式或形態(tài)，將這些能量，即便是點(diǎn)滴的或微不足道的能量，經(jīng)過累積，通過電的涓流采集形式，聚集成很大的能量，再將其變成人們所期待的電力，即具有實(shí)用價值的電能。
由于儲能電池的產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)，以及超級電容的生產(chǎn)技術(shù)日趨完善，早先人們所不能理解的那些水域中的水流、波浪、水壓，所聚集的能量，現(xiàn)在已經(jīng)被越來越多的人所關(guān)注。
在水能轉(zhuǎn)換成電能的能量轉(zhuǎn)換裝置的研究過程中，在各種水域能量的模擬過程中，以及在實(shí)際運(yùn)行換能設(shè)備的場合江河湖海中，被用來對這些環(huán)境進(jìn)行參數(shù)測定和量值給出的“水能參數(shù)綜合測試裝置”是必不可少的。
作為專門的用途，用來對水域的物理參數(shù)進(jìn)行測量標(biāo)定的設(shè)備，已經(jīng)顯示出具有很大的迫切需求。被測的參量有水壓、水流速度、水流量、水流梯度、波浪能、以及水的溫度等，這些參數(shù)決定著水能換能裝置的發(fā)電能力以及定標(biāo)時所必須用到的量值確定，這是在這個領(lǐng)域中非常迫切和急需的。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種在水能發(fā)電裝置的研發(fā)過程中，對物理場參數(shù)的定標(biāo)及轉(zhuǎn)換裝置的轉(zhuǎn)換能力、性能和指標(biāo)進(jìn)行測定的水能參數(shù)綜合測試裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種水能參數(shù)綜合測試裝置， 包括測量傳感器，測量環(huán)，螺桿系統(tǒng)和控制電路盒，所述的測量傳感器安裝在所述的螺桿系統(tǒng)上，所述的測量環(huán)安裝在螺桿系統(tǒng)上且將測量傳感器包裹于其中，所述的測量環(huán)上部的齒輪與安裝于螺桿系統(tǒng)上的齒輪系統(tǒng)嚙合，所述的齒輪系統(tǒng)通過驅(qū)動電機(jī)與控制電路盒相連，所述的控制電路盒位于螺桿系統(tǒng)頂部，所述的控制電路盒還連有無線天線和有線信號插件接口。
所述的控制電路盒與測量環(huán)之間還安裝有水流導(dǎo)向裝置。
所述的測量傳感器為水流速度傳感器、水壓傳感器、水流溫度傳感器。
所述的測量傳感器連接導(dǎo)線與控制電路盒相連。
所述的齒輪系統(tǒng)為帶有小電機(jī)與變速箱和能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)動齒輪系統(tǒng)。
所述的無線天線為GPRS無線傳輸信號天線。
有益效果
只需將本發(fā)明裝置安置在被測的水域中，通過與外部計算機(jī)系統(tǒng)的連接，即可得到所要測定的水流中的各種物理參數(shù)。本發(fā)明簡單可行，操作簡便。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2和圖3是本發(fā)明當(dāng)水流變化時其轉(zhuǎn)動示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
如圖I所示，本發(fā)明包括測量傳感器1，測量環(huán)2，螺桿系統(tǒng)3和控制電路盒5，所述的測量傳感器I安裝在所述的螺桿系統(tǒng)3上，所述的測量環(huán)2安裝在螺桿系統(tǒng)3上且將測量傳感器I包裹于其中，所述的測量環(huán)2上部的齒輪與安裝于螺桿系統(tǒng)3上的齒輪系統(tǒng) 8嚙合，所述的齒輪系統(tǒng)8通過驅(qū)動電機(jī)與控制電路盒5相連，所述的控制電路盒5位于螺桿系統(tǒng)3頂部，所述的控制電路盒5還連有無線天線6和有線信號插件接口 7。
所述的控制電路盒5與測量環(huán)2之間還安裝有水流導(dǎo)向裝置4。
所述的測量傳感器I為水流速度傳感器、水壓傳感器、水流溫度傳感器。
所述的測量傳感器I連接導(dǎo)線與控制電路盒5相連。
所述的齒輪系統(tǒng)8為帶有小電機(jī)與變速箱和能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)動齒輪系統(tǒng)。
所述的無線天線6為GPRS無線傳輸信號天線。
下面對照圖I具體說明每個部件的作用
測量傳感器I是本裝置的核心部分，測量傳感器區(qū)域，其中內(nèi)嵌的傳感器有①水流速度傳感器，②水壓傳感器，③水流溫度傳感器，本裝置將傳感器獲得的訊息通過連接導(dǎo)線送至控制電路盒5的控制電路轉(zhuǎn)換處理板，實(shí)現(xiàn)量值轉(zhuǎn)換和運(yùn)算。
測量環(huán)2,這是一個被標(biāo)定過的標(biāo)準(zhǔn)圓環(huán),水域流動體將被限定在這個圈內(nèi)流動, 由于圈的圓面積是一個不變的定值，因此，通過其面積可以換算出被測河流的流量。
螺桿系統(tǒng)3，是為測量環(huán)上下移動而設(shè)置的螺旋桿。測量環(huán)將在這個螺旋桿上下移動，用以獲得測量水域的梯度參數(shù)。
水流導(dǎo)向裝置4，由于有了本導(dǎo)向裝置，因此將使測量環(huán)隨著水流的流向而被改變方向，導(dǎo)向環(huán)與水流速度方向垂直。
控制電路盒5，在這個盒內(nèi)嵌入了 DSP+FPGA構(gòu)成的數(shù)字控制系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)將傳感器的給予的信號進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算，并通過有線或無線的方式，將訊息發(fā)送出來。接受外部給予的指令，將使被測環(huán)依照外部計算機(jī)給出的指令實(shí)現(xiàn)升降，并將升降所產(chǎn)生的高度訊息發(fā)送出來。外部計算機(jī)系統(tǒng)將由此高度訊息產(chǎn)生一系列的梯度分布信息。
GPRS無線傳輸信號天線6，用于將裝置所檢測到的訊息傳輸給外部計算機(jī)系統(tǒng)， 或接受外部系統(tǒng)給予的指令，執(zhí)行檢測環(huán)的高度提升或下降。
有線信號的插件接口 7，用于將裝置所檢測到的訊息傳輸給外部計算機(jī)系統(tǒng)，或接受外部系統(tǒng)給予的指令，執(zhí)行檢測環(huán)的高度上升或下降。
齒輪系統(tǒng)8，帶有小電機(jī)與變速箱和能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)動的齒輪系統(tǒng)，通過電機(jī)的旋轉(zhuǎn)使得測量環(huán)的上升或下降。4CN 102538870 A
本發(fā)明的螺桿系統(tǒng)3、控制電路盒5、無線天線6和有線信號插件接口 7為固定一體，相對位置被結(jié)構(gòu)所固定，固定在河流的基座上(或固定物)，只要螺桿系統(tǒng)3被固定，其余的控制電路盒5、無線天線6和有線信號插件接口 7也同樣被固定。
測量傳感器I、測量環(huán)2、水流導(dǎo)向裝置4和齒輪系統(tǒng)8為固定一體，相對位置被結(jié)構(gòu)固定，相對與上面的固定體，是可以旋轉(zhuǎn)的，隨著水流的流動和沖擊，其位置一直在旋轉(zhuǎn)變化著，其設(shè)計的目的是讓水流垂直于圓環(huán)內(nèi)的敏感傳感器器件。
本發(fā)明的圖2和圖3是當(dāng)河水的水流發(fā)生變化后其轉(zhuǎn)動結(jié)果的示意圖，從圖中顯見，水流的流向與圓環(huán)內(nèi)置的敏感元器件相互垂直90度。
本發(fā)明的工作流程
當(dāng)本裝置被安置在被測的水域中時，首先外部計算機(jī)系統(tǒng)將給出指令，讓測量環(huán)運(yùn)行到設(shè)定的高度停留、固定，測量便從這一高度開始測量。
由于水流的作用，在水流的引導(dǎo)作用下，測量環(huán)2將旋轉(zhuǎn)至與水流相對垂直的位置，由于被測傳感器與水流方向是垂直的，因此測得的數(shù)據(jù)是有效的。當(dāng)水的流速、壓力和溫度信號經(jīng)過傳遞，在控制轉(zhuǎn)換系統(tǒng)中的DSP+FPGA數(shù)字控制器的運(yùn)算下，實(shí)際的物理量將被測得。系統(tǒng)將通過有線或無線的方式進(jìn)行傳輸，計算機(jī)系統(tǒng)得到這些參數(shù)后，就能將其演算成所需的，具有空間位置的物理參數(shù)圖或數(shù)值分布。
當(dāng)完成在一個確定位置的測量后，計算機(jī)系統(tǒng)將再次發(fā)送指令，齒輪系統(tǒng)將就此運(yùn)轉(zhuǎn)，測量環(huán)將變換高度，進(jìn)行第二點(diǎn)、第三點(diǎn)、…后續(xù)的測量，以形成所必須的整個環(huán)境測量。通過計算機(jī)的系統(tǒng)模擬，將仿真整個河域的物理參數(shù)，將為設(shè)計者提供最優(yōu)的水能換能裝置的選擇和安置。
當(dāng)無需做分布測量時，系統(tǒng)的測量應(yīng)用過程就變得比較簡單，只要將本裝置安置于被測水域中，系統(tǒng)就能讀出所需參數(shù)，也無需計算機(jī)發(fā)出測量高度的指令而調(diào)節(jié)測量環(huán)的高度。
權(quán)利要求
1.一種水能參數(shù)綜合測試裝置，包括測量傳感器(I)，測量環(huán)(2)，螺桿系統(tǒng)(3)和控制電路盒(5)，其特征在于所述的測量傳感器(I)安裝在所述的螺桿系統(tǒng)(3)上，所述的測量環(huán)(2)安裝在螺桿系統(tǒng)(3)上且將測量傳感器(I)包裹于其中，所述的測量環(huán)(2)上部的齒輪與安裝于螺桿系統(tǒng)(3)上的齒輪系統(tǒng)(8)嚙合，所述的齒輪系統(tǒng)(8)通過驅(qū)動電機(jī)與控制電路盒(5)相連，所述的控制電路盒(5)位于螺桿系統(tǒng)(3)頂部，所述的控制電路盒(5)還連有無線天線(6)和有線信號插件接口(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水能參數(shù)綜合測試裝置，其特征在于所述的控制電路盒(5)與測量環(huán)⑵之間還安裝有水流導(dǎo)向裝置(4)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水能參數(shù)綜合測試裝置，其特征在于所述的測量傳感器(I)為水流速度傳感器、水壓傳感器、水流溫度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水能參數(shù)綜合測試裝置，其特征在于所述的測量傳感器⑴連接導(dǎo)線與控制電路盒(5)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水能參數(shù)綜合測試裝置，其特征在于所述的齒輪系統(tǒng)(8)為帶有小電機(jī)與變速箱和能使系統(tǒng)轉(zhuǎn)動齒輪系統(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種水能參數(shù)綜合測試裝置，其特征在于所述的無線天線(6)為GPRS無線傳輸信號天線。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水能參數(shù)綜合測試裝置，包括測量傳感器(1)，測量環(huán)(2)，螺桿系統(tǒng)(3)和控制電路盒(5)，所述的測量傳感器(1)安裝在所述的螺桿系統(tǒng)(3)上，所述的測量環(huán)(2)安裝在螺桿系統(tǒng)(3)上且將測量傳感器(1)包裹于其中，所述的測量環(huán)(2)上部的齒輪與安裝于螺桿系統(tǒng)(3)上的齒輪系統(tǒng)(8)嚙合，所述的齒輪系統(tǒng)(8)通過驅(qū)動電機(jī)與控制電路盒(5)相連，所述的控制電路盒(5)位于螺桿系統(tǒng)(3)頂部，所述的控制電路盒(5)還連有無線天線(6)和有線信號插件接口(7)。只需將本發(fā)明裝置安置在被測的水域中，通過與外部計算機(jī)系統(tǒng)的連接，即可得到所要測定的水流中的各種物理參數(shù)。本發(fā)明簡單可行，操作簡便。
文檔編號G01D21/02GK102538870SQ20111044402
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者帥鴻元, 陸政德 申請人:上海瑞華(集團(tuán))有限公司