一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统的制作方法

[0001]
本实用新型属于海洋能发电监测技术领域，具体是一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统。


背景技术：

[0002]
随着世界能源日趋紧张，海洋能作为一种绿色可再生能源，受到世界沿海国家的普遍重视。我国海洋能起步较早，且近年来得到党和国家领导人的高度关注。欧美等发达国家已经建造了若干不同类型的波浪能、潮流能等海洋能发电站，已经进入运行阶段。虽然我国在海洋能发电技术上发展较早且与国际水平相差无多，但由于缺乏相关检测手段，以及尚未到大规模应用阶段等原因，目前与海洋能发电技术相关的装备制造业尚未形成，除了小型的海洋能装置，基本没有批量生产的海洋能发电装置。
[0003]
公开号为cn111268035a的专利公开了一种摇荡式波浪能海洋综合检测浮标，包括摇荡式波浪能发电系统、系泊系统、海洋环境参数测量系统、多跳式网络数据传输系统、浮标上部锥形外壳和浮标下部半球形外壳，本发明通过摇荡式波浪能发电、多跳式信号传输等技术途径，实现海洋检测浮标的自供电和远程信号传输等功能，解决常规海洋浮标长期供电困难、电池维护麻烦和海洋环境检测数据传输距离受限等问题，结构简单，维护方便，具有较高的行业应用价值。但是该专利中缺乏检测摇荡式波浪能发电系统发电状态的装置，无法实时监测发电系统的健康状况。
[0004]
目前主流的海上发电设备检修系统无法做到实时监控和及时的检修，只能保证装置在故障出现后的问题反馈，存在很明显的时效性问题，在远洋检测的过程中，很容易因无法及时发现和检修，造成装置长时间的故障停摆，带来巨大的经济损失。


技术实现要素：

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本实用新型的目的是提供一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统，解决现有海上发电设备检修系统无法实时监控和及时检修的问题。
[0006]
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
[0007]
一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统，包括波浪能发电装置、风能发电装置和水能发电装置；所述监测系统还包括波浪能发电状态监测装置、风力发电机转速传感器和水轮机转速传感器；所述波浪能发电状态监测装置安装在波浪能发电装置内部，用于监测波浪能发电装置的运行状态；所述风力发电机转速传感器安装在风能发电装置上，用于监测风能发电装置的运行状态；所述水轮机转速传感器安装在水能发电装置内部，用于监测水能发电装置的运行状态；所述波浪能发电状态监测装置、风力发电机转速传感器、水轮机转速传感器分别与信号发射器连接，所述信号发射器与控制中心无线通信连接。
[0008]
具体地，所述波浪能发电装置包括密封的壳体，所述壳体内部设有第一安装板和第二安装板，所述第一安装板位于第二安装板上方；所述第一安装板中部设有转轴，所述转轴顶端通过连接杆安装有摆锤，所述摆锤位于第一安装板顶面；所述转轴底端设有齿轮组，
所述齿轮组位于第一安装板下方的齿轮箱内；所述第二安装板上安装有摇荡式发电机，所述摇荡式发电机的输入端与齿轮组连接。
[0009]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括摆锤输入轴转速传感器，所述摆锤输入轴转速传感器安装在转轴上，用于监测转轴的转速；所述摆锤输入轴转速传感器通过在摆锤输入轴上安装霍尔元件实现对摆锤输入轴转速的测量。
[0010]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括摇荡式发电机输入轴转速传感器，所述摇荡式发电机输入轴转速传感器安装在摇荡式发电机的输入端，用于监测摇荡式发电机的输入轴的转速；所述摇荡式发电机输入轴转速传感器通过在摇荡式发电机的输入轴上安装霍尔元件实现对摇荡式发电机输入轴转速的测量。
[0011]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括润滑油温度传感器，所述润滑油温度传感器安装在齿轮箱内，用于监测齿轮箱内润滑油的温度，防止因齿轮组高速运转导致润滑油过热粘度下降而使装置的机械部件长期处于润滑不良的工作状态。
[0012]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括液位传感器，所述液位传感器安装在第二安装板上，用于监测壳体是否漏水。
[0013]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括三轴位置传感器，所述三轴位置传感器安装在第二安装板上，实现对装置所处海域的海况检测，并用于监测波浪能发电装置的运动状态和位置信息，便于检修人员到达指定位置进行检修。
[0014]
具体的，所述波浪能发电装置的壳体顶面设有荧光显示灯，所述壳体内部设有微控制器，所述荧光显示灯、波浪能发电状态监测装置分别与微控制器连接；当监测到波浪能发电装置的健康状态出现问题时，通过微控制器控制荧光显示灯亮，便于检修人员检修。
[0015]
具体地，所述信号发射器设有3个，分别安装在波浪能发电装置、风能发电装置和水能发电装置内部；3个所述信号发射器分别与控制中心通过多跳网络无线通信连接。
[0016]
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置配套的波浪能发电状态监测装置、风力发电机转速传感器和水轮机转速传感器，实时监测波浪能发电装置、风能发电装置和水能发电装置的运行参数，从而对发电装置的故障进行预判和提前处理，避免发电装置长期处于不良工作状态，影响发电装置的发电效率和使用寿命。
附图说明
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图1为本实用新型实施例中一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统的整体结构示意图；
[0018]
图2为本实用新型实施例中波浪能发电装置的内部结构示意图；
[0019]
图3为本实用新型实施例中风能发电装置的整体结构示意图；
[0020]
图4为本实用新型实施例中水能发电装置的整体结构示意图；
[0021]
图5为本实用新型实施例中波浪能发电装置的俯视示意图；
[0022]
图6为本实用新型实施例中一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统的电路连接结构示意框图；
[0023]
图中：1、波浪能发电装置；2、风能发电装置；3、水能发电装置；4、信号发射器；5、壳体；6、第一安装板；7、第二安装板；8、转轴；9、连接杆；10、摆锤；11、齿轮组；12、摇荡式发电机；13、摆锤输入轴转速传感器；14、摇荡式发电机输入轴转速传感器；15、润滑油温度传感
器；16、液位传感器；17、三轴位置传感器；18、荧光显示灯；19、齿轮箱。
具体实施方式
[0024]
下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0025]
如图1、3、4所示，本实施例提供了一种风浪潮综合互补发电的健康状态监测系统，包括波浪能发电装置1、风能发电装置2和水能发电装置3；所述监测系统还包括波浪能发电状态监测装置、风力发电机转速传感器和水轮机转速传感器；所述波浪能发电状态监测装置安装在波浪能发电装置1内部，用于监测波浪能发电装置1的运行状态；所述风力发电机转速传感器安装在风能发电装置2上，用于监测风能发电装置2的运行状态；所述水轮机转速传感器安装在水能发电装置3内部，用于监测水能发电装置3的运行状态；所述波浪能发电状态监测装置、风力发电机转速传感器、水轮机转速传感器分别与信号发射器4连接，所述信号发射器4与控制中心无线通信连接。
[0026]
具体地，如图2所示，所述波浪能发电装置1包括密封的壳体5，所述壳体5内部设有第一安装板6和第二安装板7，所述第一安装板6位于第二安装板7上方；所述第一安装板6中部设有转轴8，所述转轴8顶端通过连接杆9安装有摆锤10，所述摆锤10位于第一安装板6顶面；所述转轴8底端设有齿轮组11，所述齿轮组11位于第一安装板6下方的齿轮箱19内；所述第二安装板7上安装有摇荡式发电机12，所述摇荡式发电机12的输入端与齿轮组11连接。所述波浪能发电装置1漂浮于海面上，当壳体5受到波浪冲击时，壳体5内部的摆锤10会在第一安装板6上滚动，带动转轴8、齿轮轴转动，从而带动摇荡式发电机12的输入轴转动，实现将波浪能转化为电能。
[0027]
本实施例中，所述壳体5为半球形密封壳体5，所述壳体5的顶面为平面。
[0028]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括摆锤输入轴转速传感器13，所述摆锤输入轴转速传感器13安装在转轴8上，用于监测转轴8的转速；所述摆锤输入轴转速传感器13通过在摆锤10输入轴上安装霍尔元件实现对摆锤10输入轴转速的测量。
[0029]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括摇荡式发电机输入轴转速传感器14，所述摇荡式发电机输入轴转速传感器14安装在摇荡式发电机12的输入端，用于监测摇荡式发电机12的输入轴的转速；所述摇荡式发电机输入轴转速传感器14通过在摇荡式发电机12的输入轴上安装霍尔元件实现对摇荡式发电机12输入轴转速的测量。
[0030]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括润滑油温度传感器15，所述润滑油温度传感器15安装在齿轮箱19内，用于监测齿轮箱19内润滑油的温度，防止因齿轮组11高速运转导致润滑油过热粘度下降而使装置的机械部件长期处于润滑不良的工作状态。
[0031]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括液位传感器16，所述液位传感器16安装在第二安装板7上，用于监测壳体5是否漏水。
[0032]
进一步地，所述波浪能发电状态监测装置包括三轴位置传感器17，所述三轴位置传感器17安装在第二安装板7上，实现对装置所处海域的海况检测，并用于监测波浪能发电装置1的运动状态和位置信息，便于检修人员到达指定位置进行检修。
[0033]
具体的，如图5、6所示，所述波浪能发电装置1的壳体5顶面设有荧光显示灯18，所述壳体5内部设有微控制器，所述荧光显示灯18、波浪能发电状态监测装置分别与微控制器连接；当监测到波浪能发电装置1的健康状态出现问题时，通过微控制器控制荧光显示灯18亮，方便检修人员快速找到发生故障的装置；所述微控制器为单片机。
[0034]
具体地，所述信号发射器4设有3个，分别安装在波浪能发电装置1、风能发电装置2和水能发电装置3内部；3个所述信号发射器4分别与控制中心通过多跳网络无线通信连接，减少了光纤建设成本，提高了信息传输能力。
[0035]
本实施例通过摆锤输入轴转速传感器13、摆锤输入轴转速传感器13、润滑油温度传感器15、液位传感器16、xyz三轴位置传感器17实时对波浪能发电装置1的内部工作部件进行全方位监测，并通过波浪能发电装置1内部的信号发射器将检测情况反馈给控制中心，保证对波浪能发电装置1运行状态的实时监控。同时，通过在波浪能发电装置1的壳体5顶面安装荧光显示灯18，当监测到波浪能发电装置1的健康状态出现问题(即各传感器的实际监测数值超出预设数值范围)时，控制荧光显示灯18亮起，便于检修人员及时维修；风力发电机转速传感器实时监测风力发电机的转速信息，并将检测到的信息通过风能发电装置2内部的信号发射器反馈给控制中心；水轮机转速传感器实时监测水轮机的转速信息，并将检测到的信息通过水能发电装置3内部的信号发射器反馈给控制中心；确保对风能发电装置2、水能发电装置3的运行状态参数进行实时监控。所述控制空心根据各传感器的检测数据对波浪能发电装置1、风能发电装置2、水能发电装置3内部各工作部件进行故障预判，并根据预判结果对各部件进行及时检修处理；各本实施例中各传感器的检测结果对应的故障预判结果及处理方法如下表1所示：
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表1 各传感器检测结果对应的故障预判结果及处理方法
[0037][0038]
本实施例中各发电机配套设有发电量传感器，用于检测各发电机的发电量数据，通过对比发电机的实际转速和发电量数据，即可判断发电机是否存在堵塞等故障。
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尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。