波ボルーの動作原理

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丸くてシンプルな外観にもかかわらず、波ボルーはハイレベルな技術を用いた製品です。協強力なソフトウェア/ハードウェアに組み合わせられたいくつかのセンサーにより、球は周波数と強度を完全制御された波を生み出し、さらに増すことができます

 

基本

波ボルーは、次の3つの物理的動作原理の適用によって生じます。

  • アルキメデスの原理:波ボルーは、プールに置かれた浮遊する球体です。
  • 作用反作用の原理:厚板(移動荷重)は、球のシェル内部を上下に移動します。球が水の中に入れられると、シェルは作用反作用の原理により移動しない厚板の周りを上下に移動します。
  • 共鳴原理:球がプールの共鳴周波数の1つで作動すると、プールに放たれたエネルギーはフリーボードによりプールに維持されます。球がプールにエネルギーを伝達するたびに、波はだんだん大きくなっていきます。

それぞれの波は振幅(または、高さ)、波長(ピークから次のピークまでの長さ)、周波数など、いくつかのパラメータによって特徴づけられます。

 
図1:波の特性
 

 

波の生成と制御

球によって生み出された上方への推力の結果、最初の波がプールに広がります(図2)。プールの壁に反射した波は(図3)、球に戻りそこで増幅されます(図4)。コンピュータシステムは、波を増加(または減少)するための正しい推進時間を計算します。

 
図2:いくつかの小さい波が波ボルーによって生成されます
 
 
図3:小さい波がプールの壁に広がります
 
 
図4:波が球に戻るたびに、波は反射され増幅されます
 

組み込まれたエレクトロニクスのおかげで、波ボルーは波が壁から戻る正確な瞬間を計算し、パルスを与えなければならない時間を予測することができます。波が球に戻るたびに、波の運動が強くなります。振幅は希望する大きさに達するまで成長します(図4)。

ブランコで遊んでいるとき誰かがあなたを押した場合と、原理は同じです。その人がいいタイミングであなたを押すと、たとえその押す力が弱いものであっても、動きの振幅は増加します。反対に、いいタイミングで押さず、位相から少しでも外れると、動きはじょじょに成長を止め、低下していきます

 

波の振幅制御メカニズム

波ボルーが水に伝達するエネルギーが大きくなればなるほど、波も高くなります。それ故、波の振幅を制御したければ、波ボルーから水に伝達されるエネルギーを制御しなければなりません。

球の動きが波の動きから転換される場合にのみ、エネルギーの伝達は可能です。波ボルーが効率的に動作するには、波の1つ1つの動きを予測しなければなりません。波ボルーの動きから波の動きまでの変化は、位相差と呼ばれます(図5)。そして、度()で測定されます。球は、その動きと波の位相差を適用することで、エネルギーを多くしたり少なくしたりできます。

 
図5:波のメカニズム
 

定常波の振幅制御

波の運動が規則正しければ、波ボルーは波の振幅およびその運動と波の運動の位相差を正確に測定できます。波ボルーはこの位相差を適用して、測定された運動と要求された運動の振幅差を少くすることで波を固定振幅に保ちます。

 

非定常波の振幅制御

波の運動が規則正しくなければ、振幅と位相差は非常に急速になります。従って、波の振幅を正確に制御することはできません。制御することで、強い波と弱い波を平均化できるようになります。

波ボルーと電気設備の説明

システムは次の2つの基本単位に分けられます。1つはプールの浮遊する球で、もう1つは技術室の球の制御と電気設備です。

球の構成

 
図6:波ボルーの構成
 

 

  1. 移動荷重この荷重を垂直運動させることにより、球が作動します。この荷重は、モーター減速ギアに接続されたロッド・クランクシステムにより動きます。
  2. モーター減速装置移動荷重を動かすために使用されます。モーターは、非同期12V ACモーターです。
  3. 同期センサー1つの主要センサーと1つのバックアップセンサーで、モーター調節の目的で使用されます。
  4. 水センサー球の水の検出に使用されます。
  5. CB50ボックスセンサー捕捉(水と同期センサー)と電気キャビネットへの伝達(変調と復調信号)に使用されます。波周波数と振幅制御目的のための加速時計を含みます。
  6. アンビリカルケーブル必要な電力は、電気設備から出るケーブルによって供給されます。