渔用浮标定位监视系统

介绍了几种常用的渔用浮标定位监视系统的基本组成、工作原理及各自的特点。着重对GPS渔用浮标定位监视系统的模式及各组成部分的功能和设计的关键技术进行了讨论。采取适当方法解决关键技术后,使GPS渔用浮标定位系统具有较强的抗干扰能力和信息自动交换能力,特别适合在海洋中容易漂移的渔具、航行器等设备中作位置监视、搜寻之用。     

一种新型振荡水柱式波浪能发电装置的设计

随着全球能源危机的加深,寻找替代传统能源的新能源成为能源发展的必由之路,针对此问题,设计了一种利用海洋波浪能发电的新型振荡水柱式发电装置。文章介绍了装置的基本组成及其结构设计,并对其工作原理和工作过程进行说明。结合海浪理论和计算原理、波浪发电系统的水动力匹配准则、波浪能转换效率理论、空气动力学等理论,分析和计算装置的能量及其转化效率。设装置在线性波浪的作用下,波浪周期为4 s,波浪高度为0.5 m,浮子边长为0.3 m,输风管道直径为0.05 m,通过理论计算,装置的整体理论效率为0.364,相比常见的波浪能发电装置,本装置具有更高的发电效率。     

振荡浮子式波浪能转换装置的优化计算

对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计，并通过数值计算对装置结构进行优化，找出影响装置性能的主要因素，确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示，在中国南海常波周期5—6S附近，前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大，是决定装置性能的主要因素；浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素，通过调整这两个参数，可在局部范围内改善装置性能；等深域水深H对装置性能几乎没有影响，建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为：Lfp=4m，Lb=3m，D=2．5m，Dp=4．3m。     

振荡浮子式波浪能转换装置研究

在Froude数相同的情况下，取相似因子为10，对振荡浮子式波浪能转换装置进行了模型设计，并在中国科学院广州能源研究所的造波水槽中对装置做了模型试验，试验在规则正弦波浪作用下进行，实验数据由计算机采集。实验结果显示，振荡浮子式波浪能转换装置具有与常规的振荡水柱式波浪能转换装置相当的俘获宽度比，但其总转换效率较后者高很多，建造成本较低，是一种很有发展前途的波能装置。尽管装置的可靠性有所降低，但在波能密度比较低的区域，如中国，在采取有效保护措施的条件下，装置的性能不受影响。     

海洋牧场远程水质监测系统设计和实验

水质长期实时监控对于深入研究海洋牧场环境变化和生产力评估具有重要意义,以象山港海洋牧场基本海况为依托,设计了一套海洋牧场远程水质监测系统。系统根据海洋牧场的环境特点,针对性地选取了需要检测的溶解氧、浊度、温度、pH等关键水质参数,进而确定下位机各个模块的设计;设计了配套的浮标以承载传感器、电源、太阳能板等设备;使用C语言编写了网络通信程序,并且设计了一套终端监控软件,方便用户查看当前水质状况以及查询历史数据。在上海海洋大学镜湖中进行的6个月的实验结果表明,系统能够按照设定程序上传水质数据,可以通过互联网进行远程访问并由终端监控软件直观地显示,说明了整个系统工作的有效性。     

渔用声纳电子示位标防盗技术研究

针对我国金枪鱼捕捞渔船上的无线电示位标装备现状,特别是为了防止盗取设备强占渔场的现象发生,对带有预警防盗功能的声纳示位标技术展开研究与试验,系统将渔用声纳与卫星电子浮标整体集成,利用水声数据采集技术与卫星数据通信技术,通过水下拾音器采集柴油机噪声的音频信息,该系统集成了卫星定位、声纳探测、无线电与卫星通讯,并开发出了嵌入式防盗设备,系统实现了示位标常规功能的同时增加了有效的预警防盗功能。可以提高我国金枪鱼鱼群探测信息化水平并保证设备的安全性。初步试验结果显示试验选用的渔民标准配备的挂机螺旋桨启动时的频率值稳定在8.5 kHz左右,且空蚀效应明显,在海洋噪声普遍高于10.3 kHz的环境下,嵌入式防盗系统在50~100 m范围内可准确实现设备的预警防盗,且抗干扰能力强,相比于其它防盗方式更为实时有效。     

一种新型振荡浮子式海洋波浪能发电装置的设计

针对目前出现的全球能源短缺危机,设计并研制了一种新型的运用海洋波浪能进行发电的振荡浮子式波浪能发电装置。简要介绍该装置的基本组成和确定转换装置的方案,完成转换装置的结构设计,并对装置的工作过程进行了说明。结合海浪理论与计算原理、海洋波浪能转换以及机械设计等知识并运用MATLAB软件编程计算装置的整机理论效率。假设装置在规则线性波浪的作用下,通过理论计算,该装置在波浪周期为5 s,波浪高度为1.5 m,浮子直径为0.2 m,长度为0.3 m的条件下,整机理论效率可达0.393。该装置具有很好的发电效率,并且装置的结构可靠性高,具有广阔的发展前景。     

海洋牧场环境信息综合监测系统的设计与实现

为实时掌握海洋牧场环境参数的动态变化和养殖生物的活动状态,采用海洋环境因子及水下影像采集和传输技术,以自制浮标平台为载体,在有效解决多路传感器数据并行采集及远程传输、水下摄像头承载装置的防水密封、水下影像数据远程传输等关键技术的基础上,研发了海水养殖环境信息综合监测系统。结果表明:该系统同时调用多个串口进行数据采集,能保证在一个时间节点上多参数水质数据的及时采集和准确性;采用丁腈橡胶材料构成的压紧螺母式电缆密封装置能有效防止海水的渗漏和腐蚀;解码板的分辨率设置为QCIF或者CIF模式,最大码率设置为120 kbps,帧率设置为8~15时,图像的流畅和清晰度较为适中。研究表明,该系统可用于海洋牧场水环境因子监测和水下养殖生物实时监测。     

振荡浮子式波浪能转换装置的优化计算

对振荡浮子式波浪能转换装置进行初步设计，并通过数值计算对装置结构进行优化，找出影响装置性能的主要因素，确定出在中国南海工况下装置性能最优的参数。结果显示，在中国南海常波周期5—6S附近，前港长Lfp和浮子长Lb对装置性能影响最大，是决定装置性能的主要因素；浮子吃水深度D和港内水深Dp是影响装置性能的次要因素，通过调整这两个参数，可在局部范围内改善装置性能；等深域水深H对装置性能几乎没有影响，建造装置选址时可不考虑这方面的因素。使装置性能最优的参数取值依次为：Lfp=4m，Lb=3m，D=2．5m，Dp=4．3m。     

基于模糊整数规划的水质浮标光伏/蓄电池动力源配置优化

孤岛型可再生能源供电,是解决水质监测用浮标动力来源的有效途径之一。根据水质浮标系统的特点,综合系统的经济性与环境条件,协同浮标本体成本及浮力、容积、天气因素等约束条件,构建了水质浮标动力源用光伏/蓄电池优化模型。针对制造过程中约束条件与预期值可能出现偏差这一实际问题,提出采用模糊整数规划算法进行求解,实现优化配置光伏/蓄电池动力源的目的。最后,提出对最大连续阴雨天数进行灵敏度分析,考察天气因素对所设计系统稳定性的影响。算例结果表明所提优化配置方法的有效性与可靠性,该方法不仅能够给出综合最优的动力源配置方案,还有利于结合安置地的环境条件,尽量避免主观设定关键参数,辅助水质监测用设备的高效研究与应用。