本发明专利技术公开了一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，包括检测单元，包括壳体组件，设置于所述壳体组件顶部的传感组件，设置于所述壳体组件内部的液压系统，设置于所述壳体组件内部的控制组件；所述液压系统包括内油囊和外油囊，与所述内油囊通过管道连接的第一二位二通电磁换向阀，所述内油囊通过管道连接的第二二位二通电磁换向阀，所述第一二位二通电磁换向阀与第三二位二通电磁换向阀连接，所述第二二位二通电磁换向阀第四二位二通电磁换向阀，实现太阳能的高效采集，通过旋转质量块的位置调节浮标重心，从而改变浮标的姿态，使其标体旋转90°，横向漂浮于海面上，减少了海面风浪对标体的影响，并使标体露出水面的采光面积更大。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及浅海自沉浮式剖面浮标，特别是一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法。
技术介绍
1、自沉浮式剖面浮标是一种新兴的海洋观测仪器，此类型浮标具有易投放、体积小、重量轻、制造成本低、便于维护等特点，可不受天气条件和恶劣海况的影响。由自沉浮式剖面浮标组成的海洋观测阵列可以自主、长期、稳定、不间断地对海水的温度、压力等诸多海洋环境参数，进行海面到设定深度之间的剖面资料采集，其采集的剖面数据对海洋科学的研究、海洋资源的开发和利用、海洋灾害的预测等具有重要的现实意义。自沉浮式剖面浮标为周期式工作模式，浮标布放后，在水面漂浮完成测试、自检、通讯、定位后，下潜到指定深度，然后向上移动到海面，并在此上升过程中进行一系列剖面测量。一旦浮出水面，通过卫星进行定位和通信，发送其采集的数据并接收新的任务指令，然后再次下潜，循环工作。浮标借助浮力调节系统改变排水体积实现自动上浮与下潜，在此工作过程中，浮标仅靠自身携带的电池进行供电，当电池电量耗尽后，浮标死亡。
2、目前，自沉浮式剖面浮标大多为抛弃式浮标，一经投放后，不再进行回收与维护。因此，为了维持长期剖面观测，需要不断补充投放新的剖面浮标，导致维持观测的成本高昂，而由于成本与能源的限制，剖面浮标的设计与拓展也受到一定制约，因此延长浮标使用寿命是剖面浮标发展的首要方向。若浮标使用寿命延长，则可以采集更多的剖面资料，并且每年需要重新部署的浮标更少，有利于减少观测成本，减少浮标部署与死亡造成的相关污染，同时充足的能源供给也是未来剖面浮标新功能发展的重要支撑。
/>技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。
2、鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是提供一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其能够长时间地在浅海区域进行工作，延长浮标的使用寿命，同时还能在使用的过程中调节姿态，提高太阳能转化的效率和增加浮标光照的面积。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其包括，包括，
5、检测单元，包括壳体组件，设置于壳体组件顶部的传感组件，设置于壳体组件内部的液压系统，设置于壳体组件内部的控制组件；
6、液压系统包括内油囊和外油囊，与内油囊通过管道连接的第一二位二通电磁换向阀，内油囊通过管道连接的第二二位二通电磁换向阀，第一二位二通电磁换向阀与第三二位二通电磁换向阀连接，第二二位二通电磁换向阀第四二位二通电磁换向阀；
7、还包括柱塞泵和二位四通电磁换向阀，柱塞泵通过管道与单向阀连接，单向阀通过管道与第五二位二通电磁换向阀连接，第五二位二通电磁换向阀通过管道与二位四通电磁换向阀连接，第二二位二通电磁换向阀与二位四通电磁换向阀连接，二位四通电磁换向阀通过管道与摆动液压缸连接，摆动液压缸与质量块连接。
8、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：壳体组件包括外壳，外壳顶部设置有密封盖，外壳内部开设有安装仓。
9、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：传感组件包括设置于密封盖顶部的传感器，以及设置于密封盖顶部的卫星天线。
10、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：控制组件包括设置于安装仓内部的微型控制器，设置于安装仓内部的蓄电池，以及设置的安装仓内部的柔性太阳能发电板。
11、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：蓄电池与微型控制器连接，柔性太阳能发电板与蓄电池连接。
12、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：包括：将浮标投入浅海；
13、：通过微控制器控制液压系统；
14、：液压系统进行调节，使浮标下沉；
15、：液压系统进行调节，使浮标上浮，吸收太阳能，将太阳能转化为电能，再次下沉。
16、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：微控制器对液压系统进行调节控制，控制液压系统。
17、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：液压系统进行调节，使液压油进入外油囊内部，增加外油囊的体积，通过外油囊体积变化影响浮标排水的体积。
18、作为本专利技术基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标的一种优选方案，其中：液压系统进行调节浮标上浮，摆动液压缸调节浮标姿态，柔性太阳能发电板吸收光能转化电能为蓄电池充电。
19、本专利技术的有益效果：首次将先进的柔性太阳能板与剖面浮标结合，设计了一款适用于浅海的自沉浮式剖面浮标，浮标利用电池供电，当上浮至海面时可利用柔性太阳能板将太阳能转换为电能，为电池充电，从而延长浮标的使用寿命。该柔性材料厚度小，重量轻，可弯曲角度大，对浮标体结构影响小，简单可靠。为了实现太阳能的高效采集，浮标外壳采用高强度透光材料，如丙烯酸树脂，该材料强度性能优异，可在海面到浅海设定水深之间作为外壳抵抗海水压力与海流冲击，同时该材料光学性能优秀，透光率达90％以上，有利于内壁所附着的太阳能材料进行高效发电。为了实现太阳能的高效采集，提供了液压摆动系统，通过旋转质量块的位置调节浮标重心，从而改变浮标的姿态，使其标体旋转90°，横向漂浮于海面上，减少了海面风浪对标体的影响，并使标体露出水面的采光面积更大。实现太阳能的高效采集，提供了此太阳能浮标的工作流程，浮标在海面上进行卫星通讯时，将综合分析海况信息与光照条件，以此判断海况条件与发电条件，若海况较好且光照充足，则浮标长时间停留在海面上采集太阳能，否则浮标将直接下潜开启新一周期的任务。
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【技术保护点】
1.一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述壳体组件(101)包括外壳(101a)，所述外壳(101a)顶部设置有密封盖(101b)，所述外壳(101a)内部开设有安装仓(101c)。
3.如权利要求2所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述传感组件(102)包括设置于所述密封盖(101b)顶部的传感器(102a)，以及设置于所述密封盖(101b)顶部的卫星天线(102b)。
4.如权利要求3所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述控制组件(104)包括设置于所述安装仓(101c)内部的微型控制器(104a)，设置于所述安装仓(101c)内部的蓄电池(104b)，以及设置的安装仓(101c)内部的柔性太阳能发电板(104c)。
5.如权利要求4所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述蓄电池(104b)与微型控制器(104a)连接，所述柔性太阳能发电板(104c)与蓄电池(104b)连接。
6.如权利要求1～5任一所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其特征在于：包括S1：将浮标投入浅海；
7.如权利要求6所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其特征在于：所述微控制器对液压系统进行调节控制，控制液压系统。
8.如权利要求7所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其特征在于：所述液压系统进行调节，使液压油进入外油囊内部，增加外油囊的体积，通过外油囊体积变化影响浮标排水的体积。
9.如权利要求8所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标及其方法，其特征在于：所述液压系统进行调节浮标上浮，摆动液压缸(103j)调节浮标姿态，柔性太阳能发电板(104c)吸收光能转化电能为蓄电池(104b)充电。
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【技术特征摘要】
1.一种基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：包括，
2.如权利要求1所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述壳体组件(101)包括外壳(101a)，所述外壳(101a)顶部设置有密封盖(101b)，所述外壳(101a)内部开设有安装仓(101c)。
3.如权利要求2所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述传感组件(102)包括设置于所述密封盖(101b)顶部的传感器(102a)，以及设置于所述密封盖(101b)顶部的卫星天线(102b)。
4.如权利要求3所述的基于柔性太阳能材料的浅海自沉浮式剖面浮标，其特征在于：所述控制组件(104)包括设置于所述安装仓(101c)内部的微型控制器(104a)，设置于所述安装仓(101c)内部的蓄电池(104b)，以及设置的安装仓(101c)内部的柔性太阳能发电板(104c)。
5.如权利要求4所述的基于柔性太...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨群慧，余宇霞，米智楠，季福武，周伟，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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