[发明专利]一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法

说明书

本发明涉及一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法，装置由浮子系统、底座系统和外壳构成。浮子系统随海浪同步运动，包括一个浮球、四根连杆、一个内圆磁环、四根撑杆和一个外圆环。底座系统相对于大地坐标静止，包括一个配重盘、三根滑杆、电能接收模块和海浪监测模块。外壳用于防水，由两个相同的中空塑料质半圆柱体组成。海浪发生时，底座系统和外壳与浮子系统存在相对位移，外圆环相对于底座系统中的滑杆上下运动，两者表面的发电材料经过摩擦实现发电；内圆磁环相对于底座系统上下运动，脉冲电流产生的安培环形磁场与磁环永久磁场相交，波导管内产生应力波脉冲信号，检测两次脉冲之间的时间间隔即可得到实时波高。

技术领域

本发明属于电子信息技术领域和新能源开发与利用技术领域，具体涉及一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法。

背景技术

海浪是最为常见的海水波动现象，与海洋水文研究和波浪能开发利用有着紧密的联系。监测海浪的实时信息，如波高、波向和周期等，对于海岸保护和离岸海上活动也有着重要的意义。海浪的波高、周期是实际物理量信号，且数值不断变化。设计一种能够完成信号的采集，且能够将不断变化的实际物理量信号转化为电信号或时间信号，进而对信号做进一步处理的海浪实时监测仪器显得十分必要。

然而，一般的接触式测量仪器避免不了摩擦，这不仅会对测量结果产生一定的误差，还会造成能量的浪费。摩擦电是自然界中最常见的现象之一，无论是梳头、穿衣还是走路、开车都会遇到，但摩擦电又很难被收集和利用，往往被忽视。

因此，监测海浪实时信息时如何保证测量结果的准确性和能量的最大化利用，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明针对海浪实时监测过程中由于摩擦引起的测量误差以及如何最大化利用能量的问题，提出一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置及方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种动态监测海洋波高并同步实现摩擦发电的装置垂直于海平面放置，由浮子系统、底座系统和外壳构成。浮子系统包括一个浮球、四根连杆、一个内圆磁环、四根撑杆和一个外圆环。外圆环的上、下圆环面与海平面平行，外圆环的内、外侧面与海平面垂直，外圆环的圆环面沿周向均匀开有三个供滑杆穿过的通孔，通孔内壁敷设有聚酯纤维薄片层，聚酯纤维薄片层连接有导线；外圆环内侧面沿周向均匀连接有四根撑杆；内圆磁环与外圆环的圆心重合，且两者位于同一平面；内圆磁环外侧面与外圆环内侧面周向连接的四根撑杆的另一端相连；内圆磁环的圆环面沿周向开有四个供连杆穿过的通孔；内圆磁环内侧面敷设有N极磁性材料，外侧面敷设有S极磁性材料；浮球位于海面上，浮球下方连接四根垂直海平面布置的连杆，连杆的另一端插入内圆磁环的圆环表面通孔后使用焊接固定。