本實用新型屬于海洋監測設備技術領域，涉及一種新型自發電海洋監測浮標。

背景技術：

海洋監測一般是指測量某海域的風速、風向、溫度、濕度、氣壓、洋流等多項氣象要素，由于每個海域的海洋狀況是實時變化的，因此必須保證海洋監測系統能夠時刻處于良好的工作狀態。我國是海洋大國，海洋監測是關系海洋測量、海洋環境、海洋災害預警、海洋安全和海洋資源開發的重要任務。

海洋監測浮標作為一種海洋監測設備的載體長期處于惡劣的工作環境中并且長期無人堅守，在實際使用的過程中，安裝在海洋監測浮標上的監測設備都需要電能，如傳感器，那么在地處偏遠的海域通過什么方式給安裝在海洋監測浮標上的監測設備提供電能是個令人頭疼的問題，目前通常的手段是通過利用太陽能，即運用太陽能電池板直接通過太陽光產生電能，并且提供給監測設備使用，但是當遇到連續陰雨天氣時，往往太陽能電池不能產生足夠的電量，導致監測設備處于缺電狀態，而無法工作。

另外因為溫差的變化，海洋監測浮標的內腔中往往會產生凝水并且慢慢聚集，水體會腐蝕安裝在海洋監測浮標的內腔中的設備，久而久之會影響所述設備的正常運轉，縮短使用壽命。

技術實現要素：

本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種新型自發電海洋監測浮標，它通過波浪能進行發電并供給監測設備使用，并且通過排水泵自動把匯聚在浮體艙的內部凝水排出，結構簡單、節能環保。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：一種新型自發電海洋監測浮標，包括具有中空內腔的浮體艙，浮體艙的內部設置有隔板，所述隔板把浮體艙的內腔分為上腔和下腔，所述隔板上設置有若干個流水孔，所述流水孔使上腔和下腔連通，所述下腔中設置有液位開關，所述上腔中設置有排水泵，所述排水泵的進水口通過吸水管和下腔的底部連通，所述排水泵的出水口通過排水管和浮體艙的外部連通，所述排水管上設置有單向閥，所述上腔中設置有懸臂梁，所述懸臂梁的一端固連在上腔的側壁上，另一端懸空設置，所述懸臂梁上設置有壓電元件，所述上腔中還設置有整流器、控制單元和儲能裝置，所述壓電元件與整流器電連接，所述整流器與儲能裝置電連接，所述控制單元與儲能裝置電連接，所述液位開關和控制單元電連接，所述排水泵通過控制單元和儲能裝置電連接，所述浮體艙的底部和一平衡塊的一端脫卸式連接，所述平衡塊的另外一端和錨繩的一端脫卸式連接，所述錨繩的另外一端和錨脫卸式連接。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，所述的浮體艙的外壁上設置有減搖錐面，所述減搖錐面尺寸小的一端和浮體艙的外壁固連，所述減搖錐面尺寸大的一端朝向浮體艙的底部。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，所述浮體艙的上腔中設置有水密箱，所述控制單元、儲能裝置、整流器均設置在水密箱中。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，所述浮體艙的上端設置有風力發電機，監測設備和警示燈，所述風力發電機和儲能設備電連接，所述監測設備和警示燈均通過控制單元和儲能設備電連接。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，所述浮體艙上還設置有L形的補氣管，所述補氣管包括水平管和豎直管，所述水平管的一端和上腔連通，另外一端和豎直管的上端連通，所述豎直管的下端和外界連通并且在端部固連有管口橡膠片，所述管口橡膠片上徑向設置有一條進氣縫，所述水平管的內壁上設置有環形的擋圈，所述擋圈遠離豎直管的一側鉸接有防水板，所述防水板和豎直管之間還設置有防水彈簧，所述防水彈簧的一端固連在防水板上，另外一端固連在豎直管的內壁上，在防水彈簧的作用下防水板抵壓在擋圈上。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，儲能裝置為蓄電池或者蓄電電容。

上述的一種新型自發電海洋監測浮標中，壓電元件為壓電單晶體、壓電陶瓷、壓電聚合物中的一種。

與現有技術相比，本實用新型具有以下優點：

1、在利用海洋波浪的能量，使懸臂梁振動進而使壓電元件產生變形產生電能，然后電能通過整流器以后被儲存到儲能設備中供各類海洋監測設備使用，節能環保。

2、把浮體艙的內腔分為上腔和下腔，并且通過排水泵自動把匯聚在浮體艙下腔中的凝水排出浮體艙的內腔，有利于改善安裝在浮體艙內腔中設備的工作環境，提高使用壽命。

3、通過在浮體艙的外壁上設置有減搖錐面可以在風浪天氣減小浮體艙的搖擺，使安裝在浮體艙上的設備處于相對比較平穩的環境中。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。

圖2是壓力發電裝置的結構示意圖。

圖3是圖1中的A-A剖面圖。

圖4是圖1中的B處的放大圖。

圖5是管口橡膠片的結構示意圖。

圖中，1、浮體艙；1a、上腔；1b、下腔；2、隔板；2a、流水孔；3、風力發電機；4、監測設備；5、警示燈；6、錨繩；7、錨；8、控制單元；9、排水泵；10、吸水管；11、排水管；12、單向閥；13、懸臂梁；14、壓電元件；15、整流器；16、儲能裝置；17、平衡塊；18、減搖錐面；19、液位開關；20、補氣管；20a、水平管；20b、豎直管；20c、擋圈；21、管口橡膠片；22、防水板；23、防水彈簧。

具體實施方式

以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。

參照圖1至圖5所示，一種新型自發電海洋監測浮標，包括具有中空內腔的浮體艙1，浮體艙1的內部設置有隔板2，所述隔板2把浮體艙1的內腔分為上腔1a和下腔1b，所述隔板2上設置有若干個流水孔2a，所述流水孔2a使上腔1a和下腔1b連通，所述下腔1b中設置有液位開關19，所述上腔1a中設置有排水泵9，所述排水泵9的進水口通過吸水管10和下腔1b的底部連通，所述排水泵9的出水口通過排水管11和浮體艙1的外部連通，所述排水管11上設置有單向閥12，所述上腔1a中設置有懸臂梁13，所述懸臂梁13的一端固連在上腔1a的側壁上，另一端懸空設置，所述懸臂梁13上設置有壓電元件14，所述上腔1a中還設置有整流器15、控制單元8和儲能裝置16，所述壓電元件14與整流器15電連接，所述整流器15與儲能裝置16電連接，所述控制單元8與儲能裝置16電連接，所述液位開關19和控制單元8電連接，所述排水泵9通過控制單元8和儲能裝置16電連接，所述浮體艙1的底部和一平衡塊17的一端脫卸式連接，所述平衡塊17的另外一端和錨繩6的一端脫卸式連接，所述錨繩6的另外一端和錨7脫卸式連接。

本新型自發電海洋監測浮標的浮體艙1通過錨繩6和錨7固定在海底，浮體艙1始終漂浮在水面上，其中平衡塊17的作用是在波浪的波動中，使本新型自發電海洋監測浮標可以減小波動的幅度，快速復位，浮體艙1的上腔1a中的懸臂梁13在海洋波浪的作用下發生振動，因為懸臂梁13上設置有壓電元件14，所以懸臂梁13的振動引起壓電元件14的形狀變化，產生電能，電能通過整流器15后儲存到儲能裝置16中，供各類海洋監測設備4使用，因為溫差變化會產生凝水，上腔1a中的凝水通過流水孔2a匯集到浮體艙1的下腔1b中，液位開關19把凝水的信號傳遞給控制單元8，所述控制單元8控制排水泵9啟動或者關閉，以達到把浮體艙1的下腔中的凝水排出的目的，所以本新型自發電海洋監測浮標具有節能、環保，并且自動排出浮體艙1中凝水的優點。

所述壓電元件14形狀可以是塊狀，并且分別固定在懸臂梁13的側面上；作為另外一種情況，所述壓電元件14形狀也可以是中空的管狀結構，所述懸臂梁13固定在管狀結構的內腔中。

所述平衡塊17的形狀為圓柱形，材質為不銹鋼。平衡塊17的作用是在波浪的波動中，使本海洋監測浮標可以減小波動的幅度，快速復位，不銹鋼不容易生銹，使用壽命長。

具體來說，所述控制單元8是單片機。

具體來說，所述浮體艙1的外壁上設置有減搖錐面18，所述減搖錐面18尺寸小的一端和浮體艙1的外壁固連，所述減搖錐面18尺寸大的一端朝向浮體艙1的底部。通過在浮體艙1的外壁上設置有減搖錐面18可以在風浪天氣減小浮體艙1的搖擺，使安裝在浮體艙1上的設備處于相對比較平穩的環境中。

具體來說，所述浮體艙1的上腔1a中設置有水密箱，所述控制單元8、儲能裝置16、整流器15均設置在水密箱中。水密箱可以保證水不能進入水密箱的內部，從而保證控制單元8、儲能裝置16、整流器15和水不接觸。

具體來說，所述浮體艙1的上端設置有風力發電機3，監測設備4和警示燈5，所述風力發電機3和儲能設備16電連接，所述監測設備4和警示燈5均通過控制單元8和儲能設備16電連接。警示燈5的作用是給過往船只提供光線信號，避免船只和本新型自發電海洋監測浮標發生碰撞，同時也方便查找本新型自發電海洋監測浮標的位置，控制單元8的作用是控制監測設備4和警示燈5的開啟和關閉。

所述風力發電機3可以在風力的作用下產生電能，所述電能被儲存到儲能設備16中供監測設備4使用，風力發電機3的設置可以在壓電元件14利用波浪能發電的基礎上，更多的給儲能設備16提供電能。

具體來說所述監測設備4是無線傳感器，所述無線傳感器通過無線方式輸送信號，能夠使得整個新型自發電海洋監測浮標的布局簡單，可以有效地降低成本。

具體來說，所述浮體艙1上還設置有L形的補氣管20，所述補氣管20包括水平管20a和豎直管20b，所述水平管20a的一端和上腔1a連通，另外一端和豎直管20b的上端連通，所述豎直管20b的下端和外界連通并且在端部固連有管口橡膠片21，所述管口橡膠片21上徑向設置有一條進氣縫21a，所述水平管20a的內壁上設置有環形的擋圈20c，所述擋圈20c遠離豎直管20b的一側鉸接有防水板22，所述防水板22和豎直管20b之間還設置有防水彈簧23，所述防水彈簧23的一端固連在防水板22上，另外一端固連在豎直管20b的內壁上，在防水彈簧23的作用下防水板22抵壓在擋圈20c上。所述擋圈20c和防水板22的接觸面上還設置有橡膠層，所述橡膠層的作用是在防水彈簧23的拉力作用下，防水板22和擋圈20c之間可以更好的防止外界的水體進入到浮體艙1的內腔中

排水泵9在排水的過程中浮體艙1的內腔中氣壓會降低，產生一定的真空度，當所述真空度達到一定值時，外界的空氣在大氣壓的作用下，從豎直管20b的管口橡膠片21的進氣縫21a中進入豎直管20b并且克服防水彈簧23的拉力后推開防水板22進入水平管20a，接著從水平管20a中進入浮體艙1的內腔；管口橡膠片21、防水板22、擋圈20c和防水彈簧23的設置的目的是防止外界的水體進入到浮體艙1的內腔。

具體來說，儲能裝置16為蓄電池或者蓄電電容。

具體來說，壓電元件14為壓電單晶體、壓電陶瓷、壓電聚合物中的一種。

本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。