一种极地实时通信-极地冰气界面观测浮标的制作方法

本发明属于海洋通信技术领域，涉及一种极地实时通信-极地冰气界面观测浮标。

背景技术：

海洋浮标标系统是海洋环境观测的重要设备之一，浮标观测的数据可以通过回收后获取，也可以通过卫星完成数据传输。北极海区受到海冰的影响浮标的布防和回收比较困难，布放后几乎不可能进行维护，因此对设备的稳定性、工作寿命等要求极高。北极海区环境温度较低，可达到-40℃，一般的浮标系统在这种气温下难以长期稳定工作。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种极地实时通信-极地冰气界面观测浮标，本发明的有益效果是能够在极地季节性冰区长期稳定的自动观测海洋环境，尤其可以观测大气与海冰、海冰与海水界面的环境数据、并自动将观测数据通过卫星发送至用户端。

本发明所采用的技术方案是包括设备舱体、标体支架、浮体、卫星天线，其中设备舱体采用高分子材料，标体支架材料为316不锈钢，用于连接设备舱体与浮体，标体支架内部空心可以穿过卫星天线的线缆，浮体采用聚氨酯发泡材料，浮体上设有卫星天线。

进一步，标体支架上安装有温湿度传感器、气压计、风速仪、辐照度计。

进一步，设备舱体由上至下依次由上保护罩、上舱盖、主舱体、下舱盖、下保护罩连接构成，主舱体采用高分子材料。

进一步，设备舱体内部设置有电池、控制器、数据采集器、卫星模块，根据用户需要完成传感器数据采集、卫星定位、卫星通信任务，数据采集周期设置间隔2分钟至48小时，电池为控制器、数据采集器、卫星模块供电，电池采用锂氩电池，数据采集器用于采集浮标上传感器的观测数据，控制器周期性的完成对数据采集器和卫星模块的控制任务，卫星模块用于卫星定位和卫星通信任务。

附图说明

图1是极地实时通信冰浮标结构示意图；

图2是设备舱体结构示意图；

图3是设备舱体内部模块示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种极地实时通信-极地冰气界面观测浮标如图1所示，包括设备舱体1、标体支架2、浮体3、卫星天线4，其中设备舱体1采用高分子材料，具有耐腐蚀性，保证强度的同时重量较轻，并且在低温环境下坚固可靠。标体支架2材料为316不锈钢，起到连接和保护作用，用于连接设备舱体1与浮体3，标体支架2内部空心可以穿过卫星天线的线缆，对线缆进行有效保护；浮体3采用聚氨酯发泡材料，在冰面起到支撑和固定作用，若冰融化落入海水可以为整体提供浮力，使之漂浮于海面。浮体3上设有卫星天线4，用于卫星定位、数据传输等。

浮体3在设备舱体1上方，整体重心偏下，系统在海水中可以保持竖直。布放后设备舱体1位于大气与海冰界面以下包裹在冰中，冰内温度远高于大气温度，这样的设计极大降低了低温环境对设备舱体内部电池、电路等器件的影响，增加了设备的可靠性和使用寿命。

标体支架2上安装有温湿度传感器、气压计、风速仪、辐照度计等气象传感器，用于极地冰气界面气象要素的长期观测，作为极地冰-气界面观测浮标使用。

其中，设备舱体1结构如图2所示，由上至下依次由上保护罩5、上舱盖6、主舱体7、下舱盖8、下保护罩9连接构成。主舱体7采用高分子材料，具有防水、高强度、耐低温的特点，适合在极地环境中应用。

如图3所示，设备舱体1内部设置有电池10、控制器11、数据采集器12、卫星模块13。可以根据用户需要完成传感器数据采集、卫星定位、卫星通信等任务。数据采集周期可以人为设置，间隔2分钟至48小时。电池10为控制器11、数据采集器12、卫星模块13供电，电池10采用锂氩电池，可以在-55℃～85℃的环境下正常放电。数据采集器12用于采集浮标上传感器的观测数据。控制器11周期性的完成对数据采集器和卫星模块的控制任务。卫星模块13用于卫星定位和卫星通信任务。

本发明针对极地低温环境特殊设计，布放后可在无人维护的情况下可以稳定工作1年以上，可根据观测需求设置传感器的种类、数量和位置，设定海洋环境观测周期、卫星通信周期等，提高了极地海洋环境长期观测的时间，降低了极地海洋环境的观测成本，为极地海洋科学研究提供了便利。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种极地实时通信‑极地冰气界面观测浮标，设备舱体采用高分子材料，标体支架材料为316不锈钢，用于连接设备舱体与浮体，标体支架内部空心可以穿过卫星天线的线缆，浮体采用聚氨酯发泡材料，浮体上设有卫星天线。本发明的有益效果是能够在极地季节性冰区长期稳定的自动观测海洋环境，尤其可以观测大气与海冰、海冰与海水界面的环境数据、并自动将观测数据通过卫星发送至用户端。

技术研发人员：林丽娜;刘娜;王欢齐;陈红霞;何琰
受保护的技术使用者：自然资源部第一海洋研究所
技术研发日：2019.04.09
技术公布日：2019.06.18