專(zhuān)利名稱：用于測(cè)量冰川冰雪密度的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于對(duì)冰)11的冰雪密度進(jìn)行測(cè)量的裝置。
背景技術(shù)：
世界上對(duì)于冰川內(nèi)冰雪密度進(jìn)行測(cè)量目前較常用方法有稱重和融化雪水量測(cè)體積兩種。一種是測(cè)量雪的質(zhì)量，另一種是測(cè)量雪水的體積?，F(xiàn)有的這些冰川內(nèi)冰雪密度測(cè)量方法均需要在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地實(shí)施。并且測(cè)量數(shù)據(jù)不夠精確，不夠廣泛。數(shù)據(jù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，數(shù)據(jù)處理不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，參見(jiàn)地理學(xué)報(bào)1991年第03期《烏魯木齊河源雪密度觀測(cè)研究》。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足，用于測(cè)量冰)11內(nèi)的冰雪密度的裝置。本實(shí)用新型的用于測(cè)量冰川冰雪密度的裝置由兩個(gè)PVC管及設(shè)置于PVC管內(nèi)的器件和設(shè)置于PVC管外的器件構(gòu)成，在每個(gè)PVC管的下端各固定一個(gè)定滑輪，頂端各安裝一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤(pán)，在絞盤(pán)上分別固定兩個(gè)等直徑的卷筒，在每個(gè)卷筒上分別固定一根軟索，軟索的中段繞過(guò)PVC管下端設(shè)置的定滑輪上，在一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源，在另一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源的接收裝置，接收裝置與設(shè)置于兩個(gè)PVC管外的脈沖放大、甄別、整形電路連接，脈沖放大、甄別、整形電路與數(shù)據(jù)處理電路連接，獲得測(cè)量信息，裝置中還設(shè)置有用于控制驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的電機(jī)的電路，和給設(shè)備供電的太陽(yáng)能供電裝置。本實(shí)用新型用于測(cè)量冰川冰雪密度的裝置的另一種結(jié)構(gòu)是由兩個(gè)PVC管及設(shè)置于PVC管內(nèi)的器件和設(shè)置于PVC管外的器件構(gòu)成，每個(gè)PVC管內(nèi)中分別設(shè)置一個(gè)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠，在每個(gè)絲杠上分別設(shè)置一個(gè)與絲杠相配合并可在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)作用下沿絲杠的上下運(yùn)動(dòng)的螺母，在其中的一個(gè)螺母上固定放射源或超聲信號(hào)源，在另一個(gè)螺母上固定放射源或超聲信號(hào)源的接收裝置，所述的接收裝置與與設(shè)置于兩個(gè)PVC管外的脈沖放大、甄別、整形電路連接，脈沖放大、甄別、整形電路與數(shù)據(jù)處理電路連接，獲得測(cè)量信息，裝置中還設(shè)置有用于控制驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)的電路和給設(shè)備供電的太陽(yáng)能供電裝置。本實(shí)用新型的上述裝置的一個(gè)實(shí)施例中，所用的放射源為伽馬射線源，而接收裝置為閃爍探測(cè)器。本實(shí)用新型的裝置中，所述的數(shù)據(jù)處理電路和用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制電路由單片機(jī)和單片機(jī)的外圍電路構(gòu)成。更為具體的，本實(shí)用新型的裝置中所用的單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路集成與外圍電路、PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片構(gòu)成時(shí)鐘電路模塊，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、時(shí)鐘輸出以及產(chǎn)生中斷的功能；單片機(jī)接收通過(guò)閃爍探測(cè)器模塊將放射線轉(zhuǎn)換成的脈沖，并聯(lián)合時(shí)鐘模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)；由單片機(jī)與SD卡芯片構(gòu)成了存儲(chǔ)模塊，完成了單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能；步進(jìn)電機(jī)以及相關(guān)外圍電路與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。[0009]而且，本實(shí)用新型的裝置中還可以設(shè)置有能源管理模塊，用于管理裝置的能源消耗和將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成蓄電池的電能，為裝置提供電能；裝置中還設(shè)置有定時(shí)管理模塊，用于定時(shí)開(kāi)啟裝置觀測(cè)，定時(shí)與其他裝置進(jìn)行時(shí)間同步，使觀測(cè)裝置在不觀測(cè)時(shí)處于休眠狀態(tài)。另外，本實(shí)用新型的裝置中還可以設(shè)置有無(wú)線組網(wǎng)模塊、無(wú)線發(fā)送模塊，單片機(jī)通過(guò)指令讀取SD卡存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，而后通過(guò)指令將數(shù)據(jù)利用無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器。本實(shí)用新型的裝置是采用如下方式對(duì)冰川冰雪密度進(jìn)行測(cè)量方法:在冰川的觀測(cè)點(diǎn)上相距確定距離處向下打出兩個(gè)鉆孔，將本實(shí)用新型裝置中的兩個(gè)PVC管及PVC管內(nèi)的器件分別置入這兩個(gè)鉆孔內(nèi)，也就是其中一個(gè)鉆孔內(nèi)放置可沿孔軸向運(yùn)動(dòng)的放射源或超聲信號(hào)源；在另一個(gè)鉆孔內(nèi)放置可沿孔軸向運(yùn)動(dòng)的用于接收到放射源或超聲信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)的接收裝置，使放射源或超聲信號(hào)源與接收裝置在兩個(gè)鉆孔中同步運(yùn)動(dòng)，利用接收裝置將通過(guò)兩個(gè)鉆孔間的冰雪層傳遞過(guò)來(lái)的射線信號(hào)或超聲信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，根據(jù)前述的電信號(hào)計(jì)算出在確定深度的信號(hào)衰減值，即可得出冰川在相應(yīng)高度處的冰雪密度值。利用本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行冰川冰雪密度的測(cè)量時(shí)，還可在需要進(jìn)行測(cè)量的冰川上設(shè)置多個(gè)冰川冰雪密度觀測(cè)點(diǎn)，將其中一個(gè)冰川冰雪密度觀測(cè)裝置作為基站，將多個(gè)冰川冰雪密度觀測(cè)點(diǎn)的觀測(cè)信息通過(guò)有線或無(wú)線方式匯聚到基站，再通過(guò)無(wú)線或有線方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)程數(shù)據(jù)中心進(jìn)行存貯、處理和分析。本實(shí)用新型的裝置是通過(guò)檢測(cè)射線源發(fā)出的Y射線在冰雪層中產(chǎn)生衰減實(shí)現(xiàn)對(duì)冰川中冰層以與雪層密度的檢測(cè)。眾所周知，Y射線穿過(guò)待測(cè)物后衰減都遵循一定的指數(shù)規(guī)律。透射射線的脈沖計(jì)數(shù)率和冰川密度之間存在的指數(shù)關(guān)系如下:
權(quán)利要求1.用于測(cè)量冰川冰雪密度的裝置，其特征在于所述的裝置由兩個(gè)PVC管及設(shè)置于PVC管內(nèi)的器件和設(shè)置于PVC管外的器件構(gòu)成，在每個(gè)PVC管的下端各固定一個(gè)定滑輪，頂端各安裝一個(gè)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤(pán)，在絞盤(pán)上分別固定兩個(gè)等直徑的卷筒，在每個(gè)卷筒上分別固定一根軟索，軟索的中段繞過(guò)PVC管下端設(shè)置的定滑輪上，在一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源，在另一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源的接收裝置，接收裝置與設(shè)置于兩個(gè)PVC管外的脈沖放大、甄別、整形電路連接，脈沖放大、甄別、整形電路與數(shù)據(jù)處理電路連接，獲得測(cè)量信息，裝置中還設(shè)置有用于控制驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的電機(jī)的電路，和給設(shè)備供電的太陽(yáng)能供電裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冰川冰雪密度的測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于在一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定伽馬射線源，在另一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定閃爍探測(cè)器。
3.權(quán)利要求2所述的冰川冰雪密度的測(cè)量方法所用的裝置，其特征在于所述的裝置由兩個(gè)PVC管及設(shè)置于PVC管內(nèi)的器件和設(shè)置于PVC管外的器件構(gòu)成，每個(gè)PVC管內(nèi)中分別設(shè)置一個(gè)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絲杠，在每個(gè)絲杠上分別設(shè)置一個(gè)與絲杠相配合并可在絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)作用下沿絲杠的上下運(yùn)動(dòng)的螺母，在其中的一個(gè)螺母上固定放射源或超聲信號(hào)源，在另一個(gè)螺母上固定放射源或超聲信號(hào)源的接收裝置，所述的接收裝置與與設(shè)置于兩個(gè)PVC管外的脈沖放大、甄別、整形電路連接，脈沖放大、甄別、整形電路與數(shù)據(jù)處理電路連接，獲得測(cè)量信息，裝置中還設(shè)置有用于控制驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)的電路和給設(shè)備供電的太陽(yáng)能供電裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冰川冰雪密度的測(cè)量方法使用的裝置，其特征在于在一個(gè)PVC管內(nèi)的螺母上固定伽馬射線源，在另一個(gè)PVC管內(nèi)的螺母上固定閃爍探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的任一裝置，其特征在于所述的數(shù)據(jù)處理電路和用于控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制電路由單片機(jī)和單片機(jī)的外圍電路構(gòu)成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路集成與外圍電路、PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片構(gòu)成時(shí)鐘電路模塊，實(shí)現(xiàn)定時(shí)、時(shí)鐘輸出以及產(chǎn)生中斷的功能；單片機(jī)接收通過(guò)閃爍探測(cè)器模塊將放射線轉(zhuǎn)換成的脈沖，并聯(lián)合時(shí)鐘模塊進(jìn)行計(jì)數(shù)；由單片機(jī)與SD卡芯片構(gòu)成了存儲(chǔ)模塊，完成了單片機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的功能；步進(jìn)電機(jī)以及相關(guān)外圍電路與單片機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)按照設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于裝置中還設(shè)置有能源管理模塊，用于管理裝置的能源消耗和將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換成蓄電池的電能，為裝置提供電能；裝置中還設(shè)置有定時(shí)管理模塊，用于定時(shí)開(kāi)啟裝置觀測(cè)，定時(shí)與其他裝置進(jìn)行時(shí)間同步，使觀測(cè)裝置在不觀測(cè)時(shí)處于休眠狀態(tài)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于裝置中還設(shè)置有無(wú)線組網(wǎng)模塊、無(wú)線發(fā)送模塊，單片機(jī)通過(guò)指令讀取SD卡存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)進(jìn)行緩存，而后通過(guò)指令將數(shù)據(jù)利用無(wú)線發(fā)送模塊發(fā)送給遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)服務(wù)器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于測(cè)量冰川冰雪密度的裝置。本實(shí)用新型的裝置由兩個(gè)PVC管及設(shè)置于PVC管內(nèi)的器件和設(shè)置于PVC管外的器件構(gòu)成，在每個(gè)PVC管的下端各固定一個(gè)定滑輪，頂端各安裝一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的絞盤(pán)，在每個(gè)卷筒上分別固定一根軟索，軟索的中段繞過(guò)PVC管下端設(shè)置的定滑輪上，在一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源，在另一個(gè)PVC管內(nèi)的軟索上固定放射源或超聲信號(hào)源的接收裝置，接收裝置與設(shè)置于兩個(gè)PVC管外的脈沖放大、甄別、整形電路連接，脈沖放大、甄別、整形電路與數(shù)據(jù)處理電路連接。
文檔編號(hào)G01N9/24GK202947945SQ20122058591
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者張耀南, 馮克庭, 安學(xué)敏, 楊永如, 火久元, 敏玉芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院寒區(qū)旱區(qū)環(huán)境與工程研究所