2.5kW海上仪器潮流能电能补充装置试验

随着陆地资源日益枯竭,海洋成为人类生存和发展的广阔空间。针对海洋的研究不断扩大,海洋观测仪器日益增多,决定海上仪器工作时间的关键就是其内部电源的供电能力。在国家海洋能专项资金课题支持下,设计了一种利用海洋潮流能发电的2.5 k W拖曳式水平轴潮流能发电装置,为大型海洋浮标装置提供可靠的水下电能补充,通过拖动试验及海上试验表明该装置启动流速低、可靠性高。     

极地冰基浮标温差能转换技术仿真研究

为了解决北极海域海洋观测与通讯导航节点浮标的供电问题,提出利用北极海域冰面上冷空气与冰下海水之间的温差能转换为电能,为冰基浮标供电。根据北极温差的时空分布特性与冰基浮标的应用场景,提出了一种基于有机朗肯循环的冰基浮标温差能发电系统,并对其进行了建模与仿真分析。根据5 种工质的热力循环性能计算结果,确定R124 工质作为系统的循环工质。仿真结果表明：温差能发电系统在北极冬季两个月的总发电量为745 kWh,相当于3.72 t 能量密度为200 Wh/kg 的锂电池。因此,北极海域温差能转换发电系统能输出相当可观的功率与电能,显著提升冰基浮标的供能水平,提高其观测能力,延长其持续工作时间,减少破冰船对其的维护频率,从而打造冰下观测网络的关键节点,支撑北极冰下移动观测网络的构建。     

浮标式波浪能压电发电技术研究

为了实现航标等海洋监测传感网络节点利用海洋供能,提出一种新型振荡浮子式波浪能压电发电装置。首先给出波浪能压电发电装置整体机构,然后结合微幅波理论、弗汝德-克雷洛夫假定法以及压电效应理论导出在波浪力作用下压电叠堆输出负载电压曲线。在海水深度5 m、浪高0.1 m、波数为0.64的海洋环境中,取垂直绕射系数1.1,设计浮体直径2 m,计算分析浮标获得最大波浪力1 500 N,比较分析了串联和并联两种安装模式的压电叠堆发电产生的电压曲线,并联压电叠堆输出功率达到53.7μW,可以为海洋监测无线传感网络节点供能。     

海洋光学浮标的浮体及锚系设计探讨

海洋光学浮标是一种新的专业性浮标，它对浮体的要求与一般海洋浮标不同。根据海水表层光辐射测量的特点，提出了光学浮标浮体及锚定系统设计的基本要求和几种设计方案，对浮体的大倾角稳定性和自摇周期进行了初步的计算。     

水质监测浮标

水质监测浮标是化学分析仪器和各种水质传感器的集成。主要用于河口地带、排污口附近海域或海洋增养殖区自动测量海洋水质参数 ,为海洋污染监测和海洋水产养殖提供实时资料 ,同时为海洋综合管理和海洋科学研究提供基础数据。其主要功能为 :实时监测海水的 p H、DO、氨氮、温度、盐度、磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐等 8个要素 ;定时采集、处理、存储、发送各要素的数据 ;自动检测电源和各单机的工作状态 ,跟踪浮标的位置 ,有故障可及时通知岸站。可应用在近海生态污染监测或海洋水产养殖。水质监测浮标是一种监测海洋环境和海洋水产养殖区水质…     

一种浮标式的温盐传感器载体装置

表层海水盐度是海洋水文观测中十分重要的观测项目之一,对其连续观测数据进行统计分析,可获得本海域表层海水盐度状况及变化规律,对海上防灾减灾,促进海洋经济发展有着重要的意义。因此能否获取可靠的观测数据就非常重要。文章介绍一种浮标式的温盐传感器载体装置,由防缠绕固定模块、浮体配重模块和防护过滤模块3部分组成,既能防海水污损,又能减少物理（缠绕、振动、碰撞）因素的影响,大大提高了温盐传感器的使用寿命及观测数据的连续性和可靠性,并且维护方便,非常适合海洋站使用。     

摆式波浪发电装置一级转化效率模型试验研究

一级转换装置是一个波浪能发电装置中的关键技术,而如何提高能量转化效率,是一级转换过程研究的重点问题。为确定一级转换装置的能量转化效率与哪些因素有关,对摆式波浪能发电装置的摆板机构进行了模型试验研究,测试了摆板模型在多种波浪条件下的动力响应参数,确定了摆板的动力输出特性及其控制因素;测试了在极限波浪作用下,摆板模型装置的受力状况。通过试验,为摆式波浪能发电装置的设计提供了必要的参考依据。     

多功能波浪浮标研制

多功能波浪浮标是一种可在海洋台站和近海进行波浪(含波向)、表层水温、表层海水盐度三项水文要素自动测量和信息处理的观测装置。该浮标的研制目的是解决水温和盐度传感器现场安装和连续长期使用所遇到的问题,把我国目前海浪观测技术提高到世界先进水平,并且替代至今赖以进口的同类仪器。目前,国际上较实用的波向浮标主要有两大类:表面波向测量浮标和水下波向测量浮标。前者有美国的956型(改进型为1156型)波浪跟踪浮标、荷兰的波浪骑士方向浮标,这两种浮标都是遥测型浮标,可获得实时测量信息,956型波浪跟踪浮标只能测量波浪要素。80年代,国…     

HM2000型剖面浮标的主要特征及其应用

HM2000 型剖面浮标是一种新颖的国产海洋观测仪器,可以长期在海上自由漂移并连续测量 0~2 000 m 水深内的海水温、盐度剖面数据,已被国际 Argo 组织用于全球 Argo 实时海洋观测网建设和维护。 详细介绍了该型浮标的工作原理、结构、功能和主要技术指标等,并与 APEX 型浮标进行了比较分析, 表明了 HM2000 型剖面浮标具有明显的功能优势,且测量的温、盐度质量是有足够保证的,完全可以替代国外浮标用来主导建设我国的 Argo 区域海洋观测网。     

10kW漂浮点吸收直线发电波力装置

点吸收式是目前世界上发展较多、转换效率较高的一种波浪能利用技术,介绍我国自主研发的一台10 kW漂浮点吸收波浪能直线发电装置。该装置主要由4 m直径蝶形振荡浮子、6 m直径水下阻尼板、1 t重直线发电机组成,整个装置漂浮在海面上,是一个钢结构体。装置外形为煤油灯形,采用共振聚波和阻尼匹配技术提高装置的转换效率,有效发电时间不受来波方向和潮位的影响,针对构成装置的不同材料采用不同的防腐技术提高装置的整体抗海水腐蚀能力,采用下潜方式躲避台风打击,采用蓄能技术提高锚泊系统抗走锚和断链能力。直线发电机是一个圆筒型结构体,具有较高的转换效率和防海水腐蚀能力。发电装置进行了实海况试验,为后续的研究工作提供了相关经验。     

一种精细化的海洋浮标数据质量控制方法

针对海洋浮标数据获取特点及常见数据错情,本文提出了一种精细化的海洋浮标温盐数据质量控制方法。通过范围检验、尖峰检验、莱因达准则等六个步骤实现浮标数据质量控制,其创新性在于有效集成了多种质量检验法,并且研究了一种融合传统尖峰检验与莱因达准则的质量检验新方法;并以中国近海观测研究网络黄、东海站浮标温盐观测数据为例,验证了本方法的有效性和适用性。该方法可广泛用于海洋浮标温盐观测数据的质量控制,识别出长时间序列数据的异常值。经过本方法质控后的浮标观测数据对于海洋科学研究、海洋气象预报、海洋灾害预警以及渔业发展等具有重要意义。     

聚氨脂灌封海洋浮标系缆接头

聚氨酯橡胶与环氧树脂相比,具有弹性;与氯丁橡胶等柔性粘合剂相比,具有耐低温、耐海水、与经化学处理后的聚丙烯结合力好等特点。选用聚氨酯灌封海洋浮标系缆接头,采用改进后的工艺,做到常温固化,并使聚氨酯性能达到预期的效果。浮标在海上工作半年,聚氨酯灌封的系缆接头工作正常,无一损坏。     

海洋资料浮标的资料有效接收率问题研究

一、我国海洋资料浮标的现状及问题的提出海洋资料浮标由于它具有无人管理、长期、定点、连续观测、实时传输、资料可靠及费用低等一系列优点,毫无疑问,它作为一种新型的海洋环境监测设备正日益受到我国海洋界的重视。随着我们国家浮标研制工作的迅速开展,海洋资料浮标网的建成,如何定义海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标观测数据的比对方法以及比对数据的处理;根据海洋资料浮标的资料有效接收率、船和浮标比对的结果评价海洋资料浮标的工作性能等问题便提到议事日程上来。本文想就海洋资料浮标的资料有效接收率的有关问题提出来与大家商讨。     

球形波浪浮标结构参数对其升沉运动性能的影响

对球形波浪浮标进行了静力学分析,并结合球形波浪浮标吃水线的一般设计要求得出了球形波浪浮标的平均密度与海水密度的关系式。利用球形波浪浮标在受到波浪激励时的运动响应方程并结合球形波浪浮标的结构参数特点,得出了球形波浪浮标在波浪激励下的升沉运动振幅与激励波浪振幅相一致的理论条件和结构参数。以国家海洋技术中心最新研发的直径480 mm球形波浪测量浮标为研究对象,结合海洋表面波分类特征,研究了该球形浮标体在常规波浪激励下的升沉运动响应的相关性能,并给出了在测量不同周期的波浪时,该球形浮标体升沉运动的理论响应振幅系数。通过以上分析得出了直径480 mm球形波浪测量浮标在测量周期为1 s以上的波浪时具有非常优越的随波浪升沉运动的性能。文章的相关分析为球形波浪浮标的进一步研究提供了理论基础。     

国内外海洋热能转换概况

一、前言海洋热能转换(Ocean Thermal Energy Conversion OTEC)这一概念早在1881年法国物理学家 D~1 Arsonval 就提出来了。他设想在热带海洋表面温海水与深层冷海水之间,设置闭式朗肯循环,把海洋中所储存的太阳热能转换为电能。为实现这一设想,D~1Arsonval 的学生,法国工程师 G.Claude 于1926年在一个海水温差发电的模拟装置上使     

摆式波浪能发电装置水动力学研究

对实际工程中的浮力摆式波浪能发电装置进行水动力学研究和优化设计,得到提升波浪能发电能力的方法。首先建立波浪能水动力性能的评估体系,其核心是估算浮力摆波浪能发电装置俘获效率,其中波浪输运能量根据实际海况条件,利用随机波浪理论进行估算,浮力摆俘获能量估算则根据水动力学模型时域计算结果;然后依据建立的水动力性能评估体系,以浮力摆摆板宽度和后端负载为变量进行优化设计,总结了提高波浪能俘获能力的方法,即增大浮力摆宽度,并相应提高匹配负载;最后分析了两套浮力摆的交互作用,计算结果表明,如果将两套设备俘获能量通入同一组蓄能装置中,输入能量更加平稳,即利用浮力摆俘获波浪能的相位差,可以显著提升波浪能发电装置的发电能力。     

浮力摆式波浪能发电装置运动学仿真分析

作为浮力摆式波浪能发电装置的能量俘获部分,浮力摆的工作状态直接关系到整个发电装置的发电效率。为提高浮力摆式波浪能发电装置在各种波浪条件下(尤其是小波浪)的能量收集能力,最大程度地实现能量转化,在浮力摆各尺寸和结构不变的条件下,着重研究了浮力摆安装海域海况(波高、波浪周期)和浮力摆运行参数(浮力摆入水深度、重心位置和输出油压)变化对浮力摆运动规律的影响。应用ADAMS/MATLAB的耦合仿真技术,分析各参数对浮力摆运动的影响趋势,为优化浮力摆结构,提高发电效率指明了方向。     

NOAA安设埃尔尼诺早期警报传感器

埃尔尼诺(EI Nino)是一种海洋温度变化现象。美国海洋大气局(NOAA)正在太平洋赤道沿岸水域安设一系列的海洋学传感器,将为埃尔尼诺的早期予报提供一种监测系统。 NOAA正在安设的仪器,期望着当埃尔尼诺形势正在形成时即获得洞察。因此可以更有准备地同猛烈风暴作斗争,并且在确认潮泛发生时,立即通过非常规的系统发出警报。 NOAA的调查船《发现者》号将在其太平洋航程中布放7个系留浮标。其中两个为NOAA发展的Atlas型浮标,它们将用于收集500米以内的次表层海水的温度数据,另外有2个浮标将起类似的作用,而沿着赤道布放的3个辅助浮标,则用于收集风和海流资料。     

海洋观测浮标体水中平衡性分析

海洋观测浮标系统应用广泛,浮标体的平衡性能是影响海洋观测浮标使用的重要因素之一(着重观测波浪等水文参数除外)。以一种主体直径为2.3 m的浮标体为例,运用动力学平衡理论,通过数学分析法进行推演计算,分析后得到了此浮标体的重心和浮心的位置。其中,重心位于主浮体的中轴线偏下位置;按照浮标体倾斜一定角度的情况下,推算出浮标体浮心位置,并由此得出其稳心的位置。依据计算,得出浮标体倾斜20°的情况下,此浮标体依然处于稳态平衡,理论结果表明此浮标体设计具有一定的可行性。通过海上实际测试,验证了理论计算分析的正确性。文中对浮标体平衡性的研究采用了理论分析与实验印证相结合的方法,其分析计算方法具有普适性,适用于其他型号的海洋观测浮标体,乃至所有水面浮体的平衡性分析,可为水面浮体设计提供借鉴。     

英国Marex公司的DS型资料浮标的海上投放

英国Marex公司生产的DS型遥测资料浮标是一种能够同时搜集九个海洋水文气象要素的海上综合观测装置。它能够在恶劣的海况条件下长期、自动、连续、收集和传输海洋水文气象资料,它可以通过卫星中继将信息传到地球上任何地方,电可以将各种观测数据记录在磁带上。关于浮标的技术性能及其内部装置等已有专文介绍,本文仅就其海上浮标的投放及其与投放有关的浮体结构及系留系统等做一简单介绍。