一種移動式觀測室的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及極地科考設備【技術領域】，尤其涉及一種移動式觀測室。移動式觀測室包括觀測間室和發(fā)電間室，所述觀測間室內設置有用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)、接收和顯示監(jiān)測結果的控制主機，所述發(fā)電間室內設置有互補式供電控制器；所述觀測室的內部或外部還設置有多個供電端，所述互補式供電控制器采用多個供電端中的一個或多個為負載和/或蓄電池供電。本申請采用多種供電端為觀測室中的觀測設備供電，且供電端在供電過程中具有很好的互補性，由此可以安全有效的保證科考設備的正常運行，同時該觀測室還可以為科考設備提供適當?shù)陌惭b空間用于搭載多套科考設備。
【專利說明】一種移動式觀測室

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及極地科考設備【技術領域】，尤其涉及一種移動式觀測室。

【背景技術】
[0002]極地冰蓋考察是人類在南極最為復雜和最具風險的活動之一，它的發(fā)展取決于一個國家在南極的整體科技和保障水平。南極冰蓋作為地球系統(tǒng)的重要組成部分，對全球氣候和海平面變化有著重要的影響。科學家需要獲取對冰蓋底部更精細、高精度的探測數(shù)據(jù)，以便深刻認識冰蓋變化的不穩(wěn)定機制及其對海平面變化重要影響的物理本質。運用以冰面雷達為主的技術方法對冰蓋進行斷面或區(qū)域性探測是目前冰蓋考察研究的重要手段。
[0003]目前，對冰蓋進行現(xiàn)場觀測都是將冰面雷達系統(tǒng)搭載雪地車上，具體的，發(fā)射天線和接收天線固定在雪地車頂部，向下發(fā)射和接收電磁信號，冰雷達主機、控制單元、數(shù)據(jù)存儲和顯示單元等安裝在雪地車后備箱內。
[0004]運用雪地車作為冰蓋現(xiàn)場科學考察的支撐平臺，支撐能力受到極地大限制，不能滿足現(xiàn)今冰面雷達技術快速發(fā)展的水平。目前，冰面雷達探測技術發(fā)展迅速，根據(jù)探測目標的不同，如深部探測、淺層探測、內部結構探測等，科學家研制出功能多樣且外形不同的冰雷達探測系統(tǒng)，這對雷達天線(通常冰面雷達天線度變化范圍為1-3.5米)搭載提出很高的要求，雪地車車箱頂部空間小，且沒有固定天線的裝置，另外雪地車履帶較寬，影響了天線信號向下發(fā)射，需加長天線架設的寬度；同時科考設備搭載于雪地車，實施觀測時需要依賴于車體電源，這樣即不能保證大功率的科考設備的正常工作，長時間的連續(xù)觀測又會給雪地車本身帶來危險隱患；此外，以雪地車作為觀測平臺，還會受限于雪地車自身的工作任務，以及車箱內工作空間太小等弊端。
[0005]針對上述問題，我們需要一種能夠為科考設備提供適當?shù)陌惭b空間，以及可以安全、有效的保障科考設備的正常運行的移動式觀測室。
實用新型內容
[0006]本實用新型的目的在于提出一種移動式觀測室，能夠為科考設備提供適當?shù)陌惭b空間，以及可以安全、有效的保障科考設備的正常運行。
[0007]為達此目的，本實用新型采用以下技術方案:
[0008]一種移動式觀測室，其包括觀測間室和發(fā)電間室，所述觀測間室內設置有用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)、接收和顯示監(jiān)測結果的控制主機，所述發(fā)電間室內設置有互補式供電控制器；
[0009]所述觀測室的內部或外部還設置有多個供電端，所述互補式供電控制器采用多個供電端中的一個或多個為負載和/或蓄電池供電。
[0010]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述多個供電端包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、柴油發(fā)電機和外接供電裝置。
[0011]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述風力發(fā)電機的風機為垂直軸風機和水平軸風機，所述風力發(fā)電機的電機為直驅式永磁同步發(fā)電機。
[0012]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述太陽能電池板為柔性光伏板。
[0013]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述風力發(fā)電機設置在觀測室的頂部，所述太陽能電池板角度可調的設置在觀測室的頂部或者側壁上。
[0014]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，還包括對互補式供電控制器所處環(huán)境溫度進行控制的溫控裝置，所述溫控裝置包括電加熱器、溫度檢測裝置和控制裝置，所述控制裝置根據(jù)溫度檢測裝置檢測到的溫度信息控制電加熱器的開閉。
[0015]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述觀測室的后部還拖掛有用于安裝冰面雷達系統(tǒng)的拖掛雪橇。
[0016]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，還包括均勻的設置在觀測室底部的行走雪橇，以及對所述行走雪橇的運行狀態(tài)進行監(jiān)測的監(jiān)控裝置。
[0017]作為上述移動式觀測室的一種優(yōu)選方案，所述監(jiān)控裝置包括監(jiān)測裝置和處理裝置，所述處理裝置對行走雪橇運行時的狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息傳遞給處理裝置，處理裝置對接收到的數(shù)據(jù)信息進行處理后存儲和輸出，以體現(xiàn)行走雪橇的運行狀態(tài)。
[0018]本實用新型的有益效果為:本申請?zhí)峁┝艘环N移動式觀測室，其采用多種供電端為觀測室中的觀測設備供電，且供電端在供電過程中具有很好的互補性，由此可以安全有效的保證科考設備的正常運行，同時該觀測室還可以為科考設備提供適當?shù)陌惭b空間用于搭載多套科考設備。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型【具體實施方式】提供的移動式觀測室的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型【具體實施方式】提供的移動式觀測室的供電系統(tǒng)的結構示意圖；
[0021]圖3是本實用新型【具體實施方式】提供的溫控裝置的結構示意圖。
[0022]其中:
[0023]1:互補式供電控制器；2:蓄電池；3:風力發(fā)電機；4:太陽能電池板；5:柴油發(fā)電機；6:外接供電裝置；7:垂直軸風機；8:水平軸風機；9:直流負載；10:逆變器；11:交流負載；12:電加熱器；13:溫度檢測裝置；14:控制裝置；15:拖掛雪橇；16:行走雪橇。

【具體實施方式】
[0024]下面結合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0025]如圖1、圖2所示，本實施方式提供了一種移動式觀測室，其包括觀測間室和發(fā)電間室，觀測間室內設置有用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)、接收和顯示監(jiān)測結果的控制主機，發(fā)電間室內設置有互補式供電控制器I，并且于觀測室的內部或外部還設置有多個供電端，互補式供電控制器I采用多個供電端中的一個或多個為負載和/或蓄電池2供電。
[0026]上述觀測室可以為科考設備提供適當?shù)陌惭b空間，并且由于采用多個供電端為蓄電池2或負載供電，由此可以安全、有效的保障科考設備的正常運行。同時將科考設備安裝在觀測室內，在顛簸的路面上行駛過程中可以最大限度的避免由于震動等因素造成的科考設備的損壞。
[0027]多個供電端包括風力發(fā)電機3、太陽能電池板4、柴油發(fā)電機5和外接供電裝置6。
[0028]其中，風力發(fā)電機3的風機為垂直軸風機7和水平軸風機8，具體的，風力發(fā)電機3的風機為磁懸浮式垂直軸風機和水平軸風機。風力發(fā)電機的電機為直驅式永磁同步發(fā)電機。
[0029]采用風力發(fā)電機進行發(fā)電時，至少采用垂直軸風機7和水平軸風機8其中之一進行發(fā)電，當垂直軸風機7和水平軸風機8其中之一工作時，另一個備用。垂直軸風機7具有可以克制惡劣環(huán)境造成的系統(tǒng)不穩(wěn)定因素，因此，優(yōu)選采用垂直軸風機7，水平軸風機8備用。
[0030]太陽能電池板4為柔性光伏板。由于車輛在行駛過程中會產生震蕩，故對太陽能板的性能要求尤為特殊，因此，本實施方式中采用的柔性光伏板可以避免由于車輛行駛過程中的震蕩造成的太陽能電池板4的損壞。
[0031]為了充分的對風能和光能進行充分的利用，上述風力發(fā)電機3設置在觀測室的頂部，太陽能電池板4角度可調的設置在觀測室的頂部或者側壁上。
[0032]為確保本系統(tǒng)電源的持續(xù)性，特選用1.5?3KW柴油機發(fā)電機5，在新能源供電不足的情況下使用；但考慮到柴油機發(fā)電時噪音較大，產生噪音污染，因此柴油發(fā)電機優(yōu)選靜音低耗型柴油發(fā)電機作為輔助。
[0033]上述外接供電裝置6為外接交流220V電源。
[0034]同時，蓄電池2可以直接為直流負載9供電，采用逆變器10進行直流交流轉換后為交流負載11供電。作為優(yōu)選的，蓄電池2連接有兩個逆變器10，在蓄電池工作過程中使用一個逆變器10為交流負載11供電，另一個備用。
[0035]如圖3所示，移動式觀測室還包括對互補式供電控制器所處環(huán)境溫度進行控制的溫控裝置，溫控裝置包括電加熱器12、溫度檢測裝置13和控制裝置14，控制裝置14根據(jù)溫度檢測裝置13檢測到的溫度信息控制電加熱器12的開閉。
[0036]作為優(yōu)選的，電加熱器12為PTC加熱器，溫度檢測裝置13為溫度傳感器。
[0037]溫控裝置具體的工作過程如以下所述:其包括兩個工作狀態(tài)，主模式工作狀態(tài)和從模式工作狀態(tài)。
[0038]主模式工作狀態(tài)時:當互補式供電控制器I損壞或無法發(fā)出命令時，若溫度檢測裝置13檢測到環(huán)境溫度較低，需要自行啟動PTC加熱器時，則需要主模式進行備用。在主模式工作狀態(tài)下控制裝置14不受互補式供電控制器I命令控制，只要檢測到溫度達到啟動條件就以120W的功率啟動PTC加熱器。(給定溫度可設置:_15°C、-1O0C> _5°C，可在PCB加熱器上增加一個三位波段開關)
[0039]從模式工作狀態(tài):控制裝置14將采集到的溫度信號傳輸給互補式供電控制器1，互補式供電控制器I根據(jù)風能光能的實際輸出多少:給控制裝置14發(fā)啟動命令和功率給定，控制裝置14則以恒定的功率啟動PTC加熱器。(例如:互補式供電控制器傳輸命令，30W啟動，則此控制裝置則以30W的功率啟動PTC加熱器)
[0040]觀測室的后部還拖掛有用于安裝冰面雷達系統(tǒng)的拖掛雪橇15，在觀測過程中，由于冰面雷達位于單獨的拖掛雪橇15上，由于冰面雷達天線需要與冰面進行接觸耦合，由此可以避免觀測室或雪地車影響冰面雷達的正常觀測過程。
[0041]移動式觀測室還包括均勻的設置在觀測室底部的行走雪橇16，以及對行走雪橇16的運行狀態(tài)進行監(jiān)測的監(jiān)控裝置。其中，監(jiān)控裝置包括監(jiān)測裝置和處理裝置，監(jiān)測裝置對行走雪橇16運行時的狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息傳遞給處理裝置，處理裝置對接收到的數(shù)據(jù)信息進行處理后存儲和輸出，以體現(xiàn)行走雪橇16的運行狀態(tài)。
[0042]根據(jù)行走雪橇16的運行狀態(tài)可以得出行走雪橇16行駛路面的顛簸程度，可以及時有效的對觀測室的運行狀態(tài)進行調整，可避免劇烈的顛簸對科考設備造成的損害。
[0043]為了對上述移動式觀測室進行進一步的解釋，本實施方式還提供了一種適用上述移動式觀測室的互補式供電方法，具體的為，觀測室的內部或外部設置有多個供電端，設置在觀測室內的互補式供電控制器采用多個供電端中的一個或多個為負載和/或蓄電池供電；多個供電端包括風力發(fā)電機、太陽能電池板、柴油發(fā)電機和外接供電裝置，當風能光能充足時，首先采用風力發(fā)電機和太陽能電池板給負載供電，當為負載供電后電能仍有剩余時，給蓄電池充電；當風能光能發(fā)電滿足不了負載時，蓄電池放電；當風能、光能不給蓄電池充電時，且蓄電池電量下降至30%時，系統(tǒng)給出報警信號提示，當?shù)玫綀缶盘柡髥硬裼桶l(fā)電機給負載供電，同時給電池充電；當風能、光能及柴油發(fā)電機出現(xiàn)故障時，可采用外接供電裝置為蓄電池和/或負載供電；當蓄電池電量低至15 %時仍未有柴油發(fā)電機或外接供電裝置為其供電時，蓄電池啟動過放保護功能，切斷蓄電池停止放電。
[0044]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領域的技術人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種移動式觀測室，其特征在于，包括觀測間室和發(fā)電間室，所述觀測間室內設置有用于發(fā)送控制數(shù)據(jù)、接收和顯示監(jiān)測結果的控制主機，所述發(fā)電間室內設置有互補式供電控制器⑴； 所述觀測室的內部或外部還設置有多個供電端，所述互補式供電控制器(I)采用多個供電端中的一個或多個為負載和/或蓄電池(2)供電。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動式觀測室，其特征在于，所述多個供電端包括風力發(fā)電機(3)、太陽能電池板(4)、柴油發(fā)電機(5)和外接供電裝置(6)。
3.根據(jù)權利要求2所述的移動式觀測室，其特征在于，所述風力發(fā)電機(3)的風機為垂直軸風機(7)和水平軸風機(8)，所述風力發(fā)電機(3)的電機為直驅式永磁同步發(fā)電機。
4.根據(jù)權利要求2所述的移動式觀測室，其特征在于，所述太陽能電池板(4)為柔性光伏板。
5.根據(jù)權利要求2所述的移動式觀測室，其特征在于，所述風力發(fā)電機(3)設置在觀測室的頂部，所述太陽能電池板(4)角度可調的設置在觀測室的頂部和/或者側壁上。
6.根據(jù)權利要求1所述的移動式觀測室，其特征在于，還包括對互補式供電控制器(I)所處環(huán)境溫度進行控制的溫控裝置，所述溫控裝置包括電加熱器(12)、溫度檢測裝置(13)和控制裝置(14)，所述控制裝置(14)根據(jù)溫度檢測裝置(13)檢測到的溫度信息控制電加熱器(12)的開閉。
7.根據(jù)權利要求1所述的移動式觀測室，其特征在于，所述觀測室的后部還拖掛有用于安裝冰面雷達系統(tǒng)的拖掛雪橇(15)。
8.根據(jù)權利要求1所述的移動式觀測室，其特征在于，還包括均勻的設置在觀測室底部的行走雪橇(16)，以及對所述行走雪橇的運行狀態(tài)進行監(jiān)測的監(jiān)控裝置。
9.根據(jù)權利要求8所述的移動式觀測室，其特征在于，所述監(jiān)控裝置包括監(jiān)測裝置和處理裝置，所述監(jiān)測裝置對行走雪橇(16)運行時的狀態(tài)參數(shù)進行實時監(jiān)測，并將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息傳遞給處理裝置，處理裝置對接收到的數(shù)據(jù)信息進行處理后存儲和輸出，以體現(xiàn)行走雪橇(16)的運行狀態(tài)。
【文檔編號】H02J7/35GK203933150SQ201420384559
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權日:2014年7月11日
【發(fā)明者】郭井學, 孫波, 程言峰, 崔祥斌 申請人:中國極地研究中心