本發明專利技術公開了一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，包括檢測單元，包括殼體組件，設置于所述殼體組件頂部的傳感組件，設置于所述殼體組件內部的液壓系統，設置于所述殼體組件內部的控制組件；所述液壓系統包括內油囊和外油囊，與所述內油囊通過管道連接的第一二位二通電磁換向閥，所述內油囊通過管道連接的第二二位二通電磁換向閥，所述第一二位二通電磁換向閥與第三二位二通電磁換向閥連接，所述第二二位二通電磁換向閥第四二位二通電磁換向閥，實現太陽能的高效采集，通過旋轉質量塊的位置調節浮標重心，從而改變浮標的姿態，使其標體旋轉90°，橫向漂浮于海面上，減少了海面風浪對標體的影響，并使標體露出水面的采光面積更大。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及淺海自沉浮式剖面浮標，特別是一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法。
技術介紹
1、自沉浮式剖面浮標是一種新興的海洋觀測儀器，此類型浮標具有易投放、體積小、重量輕、制造成本低、便于維護等特點，可不受天氣條件和惡劣海況的影響。由自沉浮式剖面浮標組成的海洋觀測陣列可以自主、長期、穩定、不間斷地對海水的溫度、壓力等諸多海洋環境參數，進行海面到設定深度之間的剖面資料采集，其采集的剖面數據對海洋科學的研究、海洋資源的開發和利用、海洋災害的預測等具有重要的現實意義。自沉浮式剖面浮標為周期式工作模式，浮標布放后，在水面漂浮完成測試、自檢、通訊、定位后，下潛到指定深度，然后向上移動到海面，并在此上升過程中進行一系列剖面測量。一旦浮出水面，通過衛星進行定位和通信，發送其采集的數據并接收新的任務指令，然后再次下潛，循環工作。浮標借助浮力調節系統改變排水體積實現自動上浮與下潛，在此工作過程中，浮標僅靠自身攜帶的電池進行供電，當電池電量耗盡后，浮標死亡。
2、目前，自沉浮式剖面浮標大多為拋棄式浮標，一經投放后，不再進行回收與維護。因此，為了維持長期剖面觀測，需要不斷補充投放新的剖面浮標，導致維持觀測的成本高昂，而由于成本與能源的限制，剖面浮標的設計與拓展也受到一定制約，因此延長浮標使用壽命是剖面浮標發展的首要方向。若浮標使用壽命延長，則可以采集更多的剖面資料，并且每年需要重新部署的浮標更少，有利于減少觀測成本，減少浮標部署與死亡造成的相關污染，同時充足的能源供給也是未來剖面浮標新功能發展的重要支撐。
/>技術實現思路
1、本部分的目的在于概述本專利技術的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和專利技術名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和專利技術名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本專利技術的范圍。
2、鑒于上述或現有技術中存在的問題，提出了本專利技術。
3、因此，本專利技術的目的是提供一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其能夠長時間地在淺海區域進行工作，延長浮標的使用壽命，同時還能在使用的過程中調節姿態，提高太陽能轉化的效率和增加浮標光照的面積。
4、為解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其包括，包括，
5、檢測單元，包括殼體組件，設置于殼體組件頂部的傳感組件，設置于殼體組件內部的液壓系統，設置于殼體組件內部的控制組件；
6、液壓系統包括內油囊和外油囊，與內油囊通過管道連接的第一二位二通電磁換向閥，內油囊通過管道連接的第二二位二通電磁換向閥，第一二位二通電磁換向閥與第三二位二通電磁換向閥連接，第二二位二通電磁換向閥第四二位二通電磁換向閥；
7、還包括柱塞泵和二位四通電磁換向閥，柱塞泵通過管道與單向閥連接，單向閥通過管道與第五二位二通電磁換向閥連接，第五二位二通電磁換向閥通過管道與二位四通電磁換向閥連接，第二二位二通電磁換向閥與二位四通電磁換向閥連接，二位四通電磁換向閥通過管道與擺動液壓缸連接，擺動液壓缸與質量塊連接。
8、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：殼體組件包括外殼，外殼頂部設置有密封蓋，外殼內部開設有安裝倉。
9、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：傳感組件包括設置于密封蓋頂部的傳感器，以及設置于密封蓋頂部的衛星天線。
10、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：控制組件包括設置于安裝倉內部的微型控制器，設置于安裝倉內部的蓄電池，以及設置的安裝倉內部的柔性太陽能發電板。
11、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：蓄電池與微型控制器連接，柔性太陽能發電板與蓄電池連接。
12、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：包括：將浮標投入淺海；
13、：通過微控制器控制液壓系統；
14、：液壓系統進行調節，使浮標下沉；
15、：液壓系統進行調節，使浮標上浮，吸收太陽能，將太陽能轉化為電能，再次下沉。
16、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：微控制器對液壓系統進行調節控制，控制液壓系統。
17、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：液壓系統進行調節，使液壓油進入外油囊內部，增加外油囊的體積，通過外油囊體積變化影響浮標排水的體積。
18、作為本專利技術基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標的一種優選方案，其中：液壓系統進行調節浮標上浮，擺動液壓缸調節浮標姿態，柔性太陽能發電板吸收光能轉化電能為蓄電池充電。
19、本專利技術的有益效果：首次將先進的柔性太陽能板與剖面浮標結合，設計了一款適用于淺海的自沉浮式剖面浮標，浮標利用電池供電，當上浮至海面時可利用柔性太陽能板將太陽能轉換為電能，為電池充電，從而延長浮標的使用壽命。該柔性材料厚度小，重量輕，可彎曲角度大，對浮標體結構影響小，簡單可靠。為了實現太陽能的高效采集，浮標外殼采用高強度透光材料，如丙烯酸樹脂，該材料強度性能優異，可在海面到淺海設定水深之間作為外殼抵抗海水壓力與海流沖擊，同時該材料光學性能優秀，透光率達90％以上，有利于內壁所附著的太陽能材料進行高效發電。為了實現太陽能的高效采集，提供了液壓擺動系統，通過旋轉質量塊的位置調節浮標重心，從而改變浮標的姿態，使其標體旋轉90°，橫向漂浮于海面上，減少了海面風浪對標體的影響，并使標體露出水面的采光面積更大。實現太陽能的高效采集，提供了此太陽能浮標的工作流程，浮標在海面上進行衛星通訊時，將綜合分析海況信息與光照條件，以此判斷海況條件與發電條件，若海況較好且光照充足，則浮標長時間停留在海面上采集太陽能，否則浮標將直接下潛開啟新一周期的任務。
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【技術保護點】
1.一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述殼體組件(101)包括外殼(101a)，所述外殼(101a)頂部設置有密封蓋(101b)，所述外殼(101a)內部開設有安裝倉(101c)。
3.如權利要求2所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述傳感組件(102)包括設置于所述密封蓋(101b)頂部的傳感器(102a)，以及設置于所述密封蓋(101b)頂部的衛星天線(102b)。
4.如權利要求3所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述控制組件(104)包括設置于所述安裝倉(101c)內部的微型控制器(104a)，設置于所述安裝倉(101c)內部的蓄電池(104b)，以及設置的安裝倉(101c)內部的柔性太陽能發電板(104c)。
5.如權利要求4所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述蓄電池(104b)與微型控制器(104a)連接，所述柔性太陽能發電板(104c)與蓄電池(104b)連接。
6.如權利要求1～5任一所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其特征在于：包括S1：將浮標投入淺海；
7.如權利要求6所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其特征在于：所述微控制器對液壓系統進行調節控制，控制液壓系統。
8.如權利要求7所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其特征在于：所述液壓系統進行調節，使液壓油進入外油囊內部，增加外油囊的體積，通過外油囊體積變化影響浮標排水的體積。
9.如權利要求8所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標及其方法，其特征在于：所述液壓系統進行調節浮標上浮，擺動液壓缸(103j)調節浮標姿態，柔性太陽能發電板(104c)吸收光能轉化電能為蓄電池(104b)充電。
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【技術特征摘要】
1.一種基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：包括，
2.如權利要求1所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述殼體組件(101)包括外殼(101a)，所述外殼(101a)頂部設置有密封蓋(101b)，所述外殼(101a)內部開設有安裝倉(101c)。
3.如權利要求2所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述傳感組件(102)包括設置于所述密封蓋(101b)頂部的傳感器(102a)，以及設置于所述密封蓋(101b)頂部的衛星天線(102b)。
4.如權利要求3所述的基于柔性太陽能材料的淺海自沉浮式剖面浮標，其特征在于：所述控制組件(104)包括設置于所述安裝倉(101c)內部的微型控制器(104a)，設置于所述安裝倉(101c)內部的蓄電池(104b)，以及設置的安裝倉(101c)內部的柔性太陽能發電板(104c)。
5.如權利要求4所述的基于柔性太...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊群慧，余宇霞，米智楠，季福武，周偉，
申請(專利權)人：同濟大學，
類型：發明
國別省市：
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