本公開涉及生物定殖的測量。本公開更具體地涉及海洋環(huán)境中生物定殖的測量。本公開還更具體地涉及用于測量海洋介質(zhì)中的生物定殖的設(shè)備。
背景技術(shù):
1、浮式風(fēng)力渦輪機(jī)項(xiàng)目正在全球以有希望的方式發(fā)展。其關(guān)鍵部件之一是動態(tài)電力電纜,其使得風(fēng)力渦輪機(jī)能夠連接到其變電站和水下能量網(wǎng)。從風(fēng)力渦輪機(jī)獲得的該電力傳輸電纜是電氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。因此,必須仔細(xì)監(jiān)測其操作。人們?nèi)菀渍J(rèn)為該電纜沒有操作困難,因?yàn)樗鼣R置在海床上并且與風(fēng)力渦輪機(jī)本身相比最終受到很少的應(yīng)力。然而,這種想法應(yīng)該受到挑戰(zhàn):這種電纜本身也受到時間的影響,特別是由于生物定殖的知之甚少但影響很大的影響。這里,生物定殖意味著海洋結(jié)核(藻類、貽貝、牡蠣)的發(fā)展,其厚度可以達(dá)到幾十厘米。這種生物定殖在電纜操作的影響下反常地發(fā)生:電纜中大量電力的通過使其變熱。電纜的這種加熱導(dǎo)致與電纜接觸的海水的局部加熱。這種加熱本身通過使靠近電纜的介質(zhì)更有利于形成結(jié)核而促進(jìn)生物定殖。然而,常規(guī)地,電力電纜制造商的參數(shù)包括電纜由于介質(zhì)(即,由于其周圍的海水)而冷卻的能力。因此,生物定殖導(dǎo)致在電力電纜的制造期間考慮的初始參數(shù)的原位變化。換句話說,電的傳輸可以增加電纜周圍的水的溫度,這導(dǎo)致電纜的更顯著的生物定殖。
2、此外,由于熱屏蔽、額外的質(zhì)量和粗糙度的變化,生物定殖將影響電纜的動態(tài)行為。在由生物定殖產(chǎn)生的主要影響中,特別是特別應(yīng)注意流體動力學(xué)應(yīng)力,其在風(fēng)暴或疲勞的情況下改變行為;而且還有電纜周圍的熱效應(yīng)??紤]到纜線的元件(浮動模塊、加強(qiáng)件)的多樣性和生物環(huán)境的多樣性,對這種現(xiàn)象進(jìn)行建模仍然是一個挑戰(zhàn)。因此,有必要理解生物定殖的作用及其所有可變性,以便將研究集中在特定組分上。
3、因此,不僅需要解決動態(tài)臍管的生物定殖對熱交換的影響,而且需要擁有用于實(shí)時或延遲測量生物定殖本身的程度的器件。還需要測量這種生物定殖,以便特別是評估電纜維護(hù)或更換的需要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、考慮到現(xiàn)有技術(shù)的這些缺點(diǎn)來構(gòu)思本公開。本公開更具體地涉及用于間接測量生物定殖的設(shè)備。更具體地,本公開涉及一種溫度測量設(shè)備,該溫度測量設(shè)備被配置為應(yīng)用于浸沒部件,以便評估生物定殖。這種溫度測量設(shè)備包括:
2、加熱元件,由加熱電路控制;
3、至少一個溫度感測模塊,由溫度測量模塊控制,感測模塊旨在在預(yù)定時間段期間感測加熱模塊附近的溫度;
4、至少一個存儲模塊,用于存儲由溫度測量模塊獲得的溫度;
5、數(shù)據(jù)傳輸模塊,用于傳輸存儲在存儲器模塊中的數(shù)據(jù)。
6、這種設(shè)備還包括部分p1,該部分一方面包括溫度測量設(shè)備的電源器件,另一方面包括模塊,該模塊特別地包括加熱電路、溫度測量模塊、存儲模塊和傳輸模塊。該部分不同于所謂的加熱和測量部分p2,并且部分p1的至少一部分包括限制生物定殖的處理。
7、因此,可以在加熱元件被激活和加熱的時間段期間和之后,在預(yù)定時間段內(nèi)記錄結(jié)合在設(shè)備中的加熱元件附近的溫度。包括兩個部分p1和p2的設(shè)備的這種配置使得該設(shè)備能夠最佳地適應(yīng)其安裝在其上的電纜,這一方面能夠?qū)崿F(xiàn)溫度數(shù)據(jù)的最佳測量,并且另一方面能夠?qū)崿F(xiàn)這些測量/記錄的數(shù)據(jù)的最佳處理。此外,應(yīng)用于部分p1并限制生物定殖的處理有利地使得當(dāng)設(shè)備浸入并結(jié)合/固定到電纜時更容易修復(fù)設(shè)備。確保其水下維護(hù)也更簡單。設(shè)備可以包括自主電源,例如用于為加熱和電子模塊供電的一組電池或蓄電池,電子模塊旨在控制和測量作為時間的函數(shù)的溫度,從而將設(shè)備保持在睡眠模式。
8、根據(jù)特定特征,具有整體半圓柱形狀的所謂的加熱和測量部分p2包括多個層,多個層包括:
9、支撐層,與浸沒部件的外表面接觸;
10、絕緣層,使支撐層絕緣;
11、加熱層,包括所述至少一個加熱元件;
12、所謂的累積金屬層,用于累積由加熱層產(chǎn)生的熱量。
13、這種配置使得可以隨時間控制加熱和溫度測量的條件。
14、根據(jù)特定特征,設(shè)備包括至少兩個溫度感測模塊,并且至少第一溫度感測模塊插入累積層內(nèi),并且至少第二溫度感測模塊插入絕緣層內(nèi)。
15、根據(jù)特定特征,數(shù)據(jù)傳輸模塊包括聲傳輸部件。
16、根據(jù)另一個方面,本發(fā)明還涉及一種用于獲得表示浸沒在開放海域中的部件的生物定殖的數(shù)據(jù)的系統(tǒng),該系統(tǒng)的特征在于,其包括至少一個如本文所述的溫度測量設(shè)備和至少一個用于處理由所述至少一個溫度測量設(shè)備傳輸?shù)臏囟软憫?yīng)數(shù)據(jù)的設(shè)備,所述處理設(shè)備能夠表征浸沒部件的生物定殖作為溫度響應(yīng)數(shù)據(jù)的函數(shù)。
17、溫度響應(yīng)數(shù)據(jù)可以是來自溫度感測模塊的時間戳溫度數(shù)據(jù),其存儲在存儲器中。它們是時間的函數(shù),并且在短時間內(nèi)(通常小于15分鐘)獲得。
18、根據(jù)另一方面,本發(fā)明還涉及一種用于獲得表示浸沒部件的生物定殖的數(shù)據(jù)的方法。這種方法由本文件中描述的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn),并且這種方法包括以下步驟:
19、在預(yù)定時段期間加熱所述至少一個溫度測量設(shè)備的所述加熱元件的步驟;
20、測量由加熱步驟產(chǎn)生的溫度的多個步驟;
21、存儲測量數(shù)據(jù)的步驟,特別是包括對這些數(shù)據(jù)加時間戳;并且隨后,
22、傳輸所存儲的數(shù)據(jù)的步驟,隨后是使用所傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)表征生物定殖的步驟。
23、根據(jù)特定特征,使用傳輸?shù)臏囟葦?shù)據(jù)表征生物定殖的步驟包括使用通過四極方法求解的1d分析熱模型或傳導(dǎo)熱模型計(jì)算構(gòu)成生物定殖的水下動植物群的傳熱系數(shù)h。
24、根據(jù)優(yōu)選實(shí)施方式,根據(jù)本公開的方法的各個步驟由一個或多個軟件或計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn),該軟件或計(jì)算機(jī)程序包括旨在由根據(jù)本技術(shù)的執(zhí)行終端的數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的軟件指令,并且被設(shè)計(jì)為在由腳本源代碼或編譯代碼執(zhí)行和確定的過程的分布的范圍內(nèi)控制在通信終端、遠(yuǎn)程服務(wù)器和/或單元鏈處實(shí)現(xiàn)的方法的各個步驟的執(zhí)行。
25、因此,本技術(shù)還針對可以由計(jì)算機(jī)或數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行的程序,這些程序包括用于控制諸如上述方法的步驟的執(zhí)行的指令。
26、程序可以使用任何編程語言,并且可以是源代碼、目標(biāo)代碼或源代碼和目標(biāo)代碼之間的字節(jié)代碼的形式,諸如以部分編譯的形式或以任何其他期望的形式。
27、本技術(shù)還針對可以由數(shù)據(jù)處理器讀取的信息介質(zhì),并且包括諸如上面提到的程序的指令。
28、信息介質(zhì)可以是能夠存儲程序的任何實(shí)體或終端。例如,介質(zhì)可以包括存儲設(shè)備,諸如rom,例如cd?rom或微電子電路rom,或者還包括磁記錄設(shè)備,例如移動介質(zhì)(存儲卡)或硬盤驅(qū)動器或ssd。
29、另一方面,信息介質(zhì)可以是諸如電信號或光信號的可傳輸介質(zhì),其可以經(jīng)由電纜或光纜、通過無線電或通過其他手段來路由。根據(jù)本技術(shù)的程序可以特別地下載在互聯(lián)網(wǎng)類型的網(wǎng)絡(luò)上。
30、可替代地,信息介質(zhì)可以是其中包含程序的集成電路,該電路適合于執(zhí)行或用于執(zhí)行所討論的方法。
31、根據(jù)實(shí)施例,本技術(shù)借助于軟件和/或硬件組件來實(shí)現(xiàn)。在這方面,術(shù)語“模塊”在本文檔中可以對應(yīng)于軟件組件以及硬件組件或一組軟件和硬件組件。
32、軟件組件對應(yīng)于一個或多個計(jì)算機(jī)程序、程序的一個或多個子程序,或者更一般地對應(yīng)于能夠根據(jù)下面針對所涉及的模塊所描述的實(shí)現(xiàn)功能或一組功能的程序或軟件的任何元素。這樣的軟件組件由物理實(shí)體(終端、服務(wù)器、網(wǎng)關(guān)、機(jī)頂盒、路由器等)的數(shù)據(jù)處理器執(zhí)行,并且能夠訪問該物理實(shí)體的硬件資源(存儲器、記錄介質(zhì)、通信總線、輸入/輸出電子卡、用戶接口等)。
33、以相同的方式,硬件部件對應(yīng)于能夠根據(jù)下面針對所涉及的模塊所描述的實(shí)現(xiàn)功能或一組功能的硬件組件的任何元件。這可能涉及可以被編程或具有用于執(zhí)行軟件的集成處理器的硬件部件,例如集成電路、芯片卡、存儲卡、用于執(zhí)行固件的電子卡等。
34、上述系統(tǒng)的每個部件當(dāng)然實(shí)現(xiàn)其自己的軟件模塊。
35、上述各種實(shí)施例可以彼此組合以實(shí)現(xiàn)本技術(shù)。