一种海上测风装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种海上测风装置，属于海上风电技术领域。


背景技术：

2.随着全球海上风电的的迅猛发展，开发海域由近海逐渐往深远海发展。海上测风是海上风电前期开发的重要工作，在工程启动初期便需要设立。深远海区域具有离岸远、水深大、波浪高、地形地貌复杂等特点，受台风、海啸、寒潮侵袭，海洋环境恶劣、现场条件差、作业工期长，如何突破现有环境限制，高效、安全地开展海上测风，是推动海上风电场开发建设的关键。为保证海上风电场前期工作顺利开展，急需研发一种新型的海上高空测风技术，以解决海上测风存在的难点、痛点，实现技术突破。
3.中国发明专利申请公布号cn111175537u公开了一种风速测量系统，用于在空中进行风速测量。包括：固定装置、连接装置、测量装置和动力装置；所述固定装置可以将所述风速测量系统固定在其他物体上，所述固定装置通过所述连接装置与所述测量装置连接；所述连接装置用于连接所述测量装置或所述动力装置；所述测量装置包括平衡单元和测量单元，其中，测量单元用于测量风速大小并记录所述测量装置的位置变化，所述平衡单元用于调整所述测量单元的倾斜角度，使得所述测量单元可以测量水平方向的风速；所述动力装置用于为所述风速测量系统提供向上的升力。这种风速测量系统的测量装置仅通过所述固定装置固定在海面上方，当遇到恶劣环境时，测量装置可能不能进行准确测量。


技术实现要素：

4.为了克服现有技术的不足，本实用新型提供了一种海上测风装置，可适应深远海高空测风的要求，能够抵御台风、大浪等恶劣环境的侵袭，为深远海高空测风提供稳定可靠的操作平台。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：
6.一种海上测风装置，包括悬浮装置、测风仪器和固定装置，其结构特点是：还包括浮标体，所述浮标体下部通过第一连接件与所述固定装置连接，所述浮标体上部通过第二连接件与所述悬浮装置相连；所述测风仪器设置于所述悬浮装置与所述浮标体之间，所述浮标体上设有数据存储单元和电能供应装置，所述测风仪器通过电缆与所述数据存储单元相连，所述电能供应装置与所述数据存储单元电连接。
7.所述悬浮装置和浮标体均采用轻型高分子碳材料制成，如石墨烯具有质量轻、密度小的特点，使得所述悬浮装置更容易悬浮在空中，所述浮标体更容易悬浮在海平面上。测风仪器由风速计、风向仪等组成，用于观测风参数。电能供应装置包括太阳能发电板、蓄电池等，使得海上测风装置能够在偏僻、恶劣海域提供稳定的电源，保证测量仪器长期稳定运行。工作时，所述固定装置位于海平面下方淤泥中，通过所述第一连接件将所述浮标体稳定在海平面上，防止浮标体发生过大的移动或被风浪吹走。所述悬浮装置可飘在空中，下端通过所述第二连接件与所述浮标体相连，悬浮装置可在允许范围内移动。所述悬浮装置将第
二连接件提升，使其沿高度方向自上而下稳定在空中，也使得所述测风仪器可按照指定的高度开展测风。所述浮标体作为海上测风平台，设有数据存储单元，通过电缆可将所述测风仪器测得的数据进行及时有效的存储。该海上测风装置结构简单可靠，能抵御台风、大浪等恶劣环境的侵袭，为深远海高空测风提供稳定可靠的操作平台，可以满足长期持续的测量要求，实现高空测风的便捷化、智能化。
8.具体的，所述悬浮装置中部为密闭式真空腔。中部为密闭式真空腔使得悬浮装置工作时更容易悬浮在空中。
9.优选的，所述悬浮装置左右两侧设有翼型平板。所述悬浮装置形状像飞机，工作时更容易悬浮在空中。
10.优选的，所述悬浮装置与所述浮标体之间设有多个所述测风仪器。可以根据需要，对风向、风速、温度、湿度等开展测量。
11.具体的，多个所述测风仪器沿所述第二连接件高度方向分层布置。根据测量高度的需要，可在第二连接件沿高度方向上设置若干层测风仪器，对不同高度的风向数据进行测量。
12.具体的，所述浮标体上设有信号发送单元，所述信号发送单元与所述数据存储单元电连接。信号发送单元可将数据存储单元中的数据及时传输出去，如卫星通讯仪等。
13.优选的，所述浮标体、测风仪器、固定装置和悬浮装置之间均为可拆卸连接，可满足后期升级和更换需要。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
15.1、本实用新型的海上测风装置更适合深远海上的高空测风，结构简单可靠，能抵御台风、大浪等恶劣环境的侵袭，为深远海高空测风提供稳定可靠的操作平台，可以满足长期持续的测量要求，实现高空测风的便捷化、智能化。
16.2、本实用新型的海上测风装置为模块式结构，各装置之间可拆卸连接，可满足后期升级和更换的需要。
附图说明
17.图1为一种海上测风装置的原理图。
18.图中，1-悬浮装置；2-测风仪器；3-第二连接件；4-浮标体；5-第一连接件；6-固定装置。
具体实施方式
19.以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。
20.如图1所示，一种海上测风装置，由悬浮装置1、测风仪器2、浮标体4和固定装置6组成，所述浮标体4下部通过第一连接件5与所述固定装置6连接，所述浮标体4上部通过第二连接件3与所述悬浮装置1相连，所述测风仪器2设置于所述悬浮装置1与所述浮标体4之间。悬浮装置1采用石墨烯制成，形状如飞机，中间部分为密闭式真空腔，左右两侧设有翼型平
板，质量轻、密度小。工作时，悬浮装置1飘在空中，在允许幅度内移动。第二连接件3为柔性聚氨酯材料制成的缆线，缆线上设置了若干接头，用于绑定测风仪器2，保证测风仪器2按照指定的高度开展测风。测风仪器2由风速计、风向仪等组成，用来观测风参数。测风仪器2可根据需要沿高度方向设置若干层，每层测风仪器2与缆线连接固定。测风仪器2的观测数据通过光电一体化电缆实时传输到浮标体4上的数据存储器中保存，所述电缆与缆线绑扎在一起，相互缠绕。浮标体4同样采用石墨烯制成，形状为半球式结构，内部为真空腔。浮标体4飘浮在海面上，为海上测风的工作平台。浮标体4上放置太阳能发电板、蓄电池、数据存储器、卫星通讯仪等。所述第一连接件5为铁链，铁链上涂刷达克罗防腐涂料；固定装置6为锚固块，所述锚固块为铅材料制成的方形结构。工作时，锚固块设置在海平面下方的淤泥中，锚固块用来稳定浮标体4，防止浮标体4发生过大的移动或被风浪流吹走，以保证指定海域站点风参数测量的持续性。
21.首先开展海上测风方案设计，根据结构特点，采用专业仿真软件，构建出各个组成部分的结构方案，形成虚拟的设计方案，施加可能遭受的各种极端海洋环境，在虚拟环境下模拟结构受载后的各种应激反应，以数值模型仿真的形式初步检验设计的可靠性。其次开展实验室风洞实验和深远海海域实海况试验，在实验室和现场环境下全方位研究设计方案受载后的各种应激反应，准备完整检验设计的技术新颖性、结构可靠性、运行安全性，并根据试验结果，优化完善海上测风的方案设计，研究出一种全新、最优的海上测风结构型式。
22.实施流程为：将悬浮装置1、测风仪器2、缆线、数据电缆、浮标体4、铁链、锚固块统一通过施工船运至指定海域，将悬浮装置1、测风仪器2、缆线、电缆拼接成整体。利用起重吊机配合无人机将悬浮装置1缓慢升到高空，到达指定高度后将缆线、数据电缆下端临时固定，随后将浮标体4、铁链、锚固块组装在一块，由起重船放到海中，最后将缆线、电缆与浮标体4相连，完成海上测风设施的布设。
23.上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本实用新型，而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本技术所附权利要求所限定的范围。