一种温度监测装置的制作方法

本发明涉及温度监测技术领域，尤其涉及一种温度监测装置。

背景技术：

北冰洋温度监测是全球气候变化研究中的一个重要组成部分，将冰基浮标温度监测装置放置在冰面上对空气、海水以及冰层的温度进行长期测量是一种有效的监测方法。但现有的冰基浮标温度监测装置，在冰层增厚或融化变薄时，温度传感器与海平面的相对位置会发生变化，由于冰层和海水的温差巨大，在海水和冰层的交界区域，温度传感器测得的温度会在海水温度和冰层温度之间来回变化，导致温度传感器该区域测得的温度数据波动剧烈，后续冰层和海水交界处的海水温度和冰层温度的数据处理困难。

因此，亟需一种温度监测装置，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种温度监测装置，温度传感器不会因为冰层增厚或融化变薄而与海平面的相对位置发生变化，从而使冰层和海水的交界区域温度传感器测得的温度数据稳定。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种温度监测装置，包括：

调节杆，其包括芯杆和滑动套设于所述芯杆上的第一壳体，所述第一壳体贯穿冰层外露于空气和海水，且两端与所述芯杆密封连接，所述芯杆的底端与所述海水相接触，且能够漂浮在海面上；

测温杆，其包括温度传感器和滑动套设于所述温度传感器上的第二壳体，所述第二壳体贯穿所述冰层外露于所述空气和所述海水，且两端与所述温度传感器密封连接，所述温度传感器能够随所述芯杆相对于所述第二壳体滑动。

作为优选，所述芯杆包括杆体和设置于所述杆体内的浮力调节模组，所述浮力调节模组能够调节所述杆体的浮力，以驱使所述杆体相对于所述第一壳体滑动。

作为优选，所述杆体底端设置有浮力调节舱，所述浮力调节模组包括：

活塞，其滑动地设置于所述浮力调节舱内，且与所述浮力调节舱的仓壁密封连接，所述活塞将所述浮力调节舱分隔为容水舱和驱动舱；

驱动器，其设置于所述驱动舱内，所述驱动器与所述活塞传动连接，所述驱动器能够驱使所述活塞沿所述杆体的长度方向滑动，以改变所述容水舱的体积。

作为优选，所述芯杆还包括控制器，所述杆体内还设置有控制舱，所述控制器设置于所述控制舱内，所述控制器与所述驱动器连接。

作为优选，所述芯杆还包括通讯模组，所述通讯模组包括通讯天线，所述通讯天线设置于所述杆体顶端，所述通讯天线以及所述温度传感器均与所述控制器连接。

作为优选，所述芯杆还包括设置于所述控制舱内的倾角计，所述倾角计用于测量所述杆体的倾角。

作为优选，所述芯杆还包括液位传感器，所述液位传感器设置于所述容水舱内，用于测量所述液位传感器所在位置的海水的深度，所述液位传感器与所述控制器连接。

作为优选，所述芯杆还包括设置于所述容水舱底部的底壳，所述底壳上设置有过水孔，所述过水孔上设置有过滤网。

作为优选，所述第二壳体与所述温度传感器之间填充有导热油。

作为优选，还包括固定支架，所述温度传感器的顶端与所述芯杆的顶端通过固定支架固连。

本发明的有益效果：

本发明提供的温度监测装置，通过使第一壳体贯穿冰层外露于空气和海水，第一壳体滑动套设在芯杆上，从而避免芯杆冻结在冰层上；通过使第一壳体的两端与芯杆密封连接，避免海水进入芯杆与第一壳体之间的缝隙，从而使芯杆不会被冻结在第一壳体上。通过使第二壳体贯穿冰层外露于空气和海水，第二壳体滑动套设在温度传感器上，从而避免温度传感器冻结在冰层上；通过使第二壳体的两端与温度传感器密封连接，避免海水进入温度传感器与第二壳体之间的缝隙，从而避免温度传感器冻结在第二壳体上。在冰层增厚或融化变薄时，芯杆与海平面的相对位置发生变化，芯杆受到的浮力发生变化，在浮力的作用下芯杆相对于第一壳体滑动，温度传感器随芯杆相对于第二壳体滑动，从而使温度传感器不会因为冰层增厚或融化变薄而与海平面的相对位置发生变化，从而使冰层和海水的交界区域温度传感器测得的温度数据稳定，方便后续冰层和海水交界处冰层温度和海水温度的数据处理。

附图说明

图1是本发明实施例提供的温度监测装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的温度监测装置的部分结构示意图。

图中：

100、空气；200、冰层；300、海水；

1、调节杆；

11、芯杆；

111、杆体；1111、浮力调节舱；11111、容水舱；11112、驱动舱；

1112、控制舱；

112、浮力调节模组；1121、活塞；1122、驱动器；

113、控制器；114、通讯模组；1141、通讯天线；1142、保护罩；115、倾角计；116、液位传感器；117、底壳；1171、过水孔；118、电池；

12、第一壳体；

2、测温杆；21、温度传感器；22、第二壳体；23、导热油；

3、固定支架；4、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实施例提供一种温度监测装置，如图1所示，包括调节杆1和测温杆2。调节杆1包括芯杆11和滑动套设于芯杆11上的第一壳体12，第一壳体12贯穿冰层200外露于空气100和海水300，且两端与芯杆11密封连接，芯杆11的底端与海水300相接触，且能够漂浮在海面上。测温杆2包括温度传感器21和滑动套设于温度传感器21上的第二壳体22，第二壳体22贯穿冰层200外露于空气100和海水300，且两端与温度传感器21密封连接，温度传感器21能够随芯杆11相对于第二壳体22滑动。

通过使第一壳体12贯穿冰层200外露于空气100和海水300，第一壳体12滑动套设在芯杆11上，从而避免芯杆11冻结在冰层200上；通过使第一壳体12的两端与芯杆11密封连接，避免海水300进入芯杆11与第一壳体12之间的缝隙，从而使芯杆11不会被冻结在第一壳体12上。通过使第二壳体22贯穿冰层200外露于空气100和海水300，第二壳体22滑动套设在温度传感器21上，从而避免温度传感器21冻结在冰层200上；通过使第二壳体22的两端与温度传感器21密封连接，避免海水进入温度传感器21与第二壳体22之间的缝隙，从而避免温度传感器21冻结在第二壳体22上。在冰层200增厚或融化变薄时，芯杆11与海平面的相对位置发生变化，芯杆11受到的浮力发生变化，在浮力的作用下芯杆11相对于第一壳体12滑动，温度传感器21随芯杆11相对于第二壳体22滑动，从而使温度传感器21不会因为冰层200增厚或融化变薄而与海平面的相对位置发生变化，从而使冰层200和海水300的交界区域温度传感器21测得的温度数据稳定，方便后续冰层200和海水300交界处冰层200温度和海水300温度的数据处理。

可选地，第一壳体12和第二壳体22均为两端开口的中空圆柱管，芯杆11和温度传感器21均为圆柱状，第一壳体12的两端与芯杆11之间以及第二壳体22的两端与温度传感器21之间均通过密封圈4密封连接。具体地，在本实施例中，温度传感器21为温度链，温度链的长度可根据需要设置，温度链上的各个测温点之间的间隔距离也可根据需求设置。

可选地，如图1所示，温度传感器21的顶端与芯杆11的顶端固连。具体地，在本实施例中，温度监测装置还包括固定支架3，芯杆11顶端伸出第一壳体12，温度传感器21顶端伸出第二壳体22，温度传感器21的顶端通过固定支架3与芯杆11的顶端固连。

可选地，第一壳体12和第二壳体22均能够漂浮在海面上。在夏季进入融冰期后，温度监测装置周围的冰层200可能会发生融化，此时芯杆11、第一壳体12以及第二壳体22一起漂浮在海面上，固定于芯杆11顶端的温度传感器21随芯杆11漂浮在海面上，从而避免夏季融冰期第一壳体12以及第二壳体22沉入海底，保证温度监测装置的结构完整。

可选地，温度传感器21与杆体111平行设置。通过将温度传感器21与杆体111平行设置，便于温度传感器21随杆体111运动。

可选地，如图1所示，第二壳体22与温度传感器21之间填充有导热油23。通过在第二壳体22与温度传感器21之间的缝隙填充导热油23，能够避免第二壳体22与温度传感器21之间缝隙中的空气100影响温度传感器21对冰层200和海水300的温度测量结果，提高温度测量的精准度。

可选地，如图2所示，芯杆11包括杆体111和设置于杆体111内的浮力调节模组112，浮力调节模组112能够调节杆体111的浮力，以驱使杆体111相对于第一壳体12滑动。在芯杆11表面出现积雪或结冰使芯杆11质量发生变化，或需要对芯杆11内部的设备进行增减导致芯杆11质量发生变化，导致芯杆11与海平面的相对位置发生变化时，通过浮力调节模组112调节杆体111的浮力以驱使杆体111相对于第一壳体12滑动，带动温度传感器21相对于第二壳体22滑动，能够调节温度传感器21的位置，保证温度传感器21与海平面的相对位置保持不变，便于后续温度数据的处理。

进一步地，如图2所示，杆体111内设置有浮力调节舱1111，浮力调节模组112包括活塞1121和驱动器1122。活塞1121滑动地设置于浮力调节舱1111内，且与浮力调节舱1111的仓壁密封连接，活塞1121将浮力调节舱1111分隔为容水舱11111和驱动舱11112。具体地，在本实施例中，活塞1121与浮力调节舱1111之间通过密封圈4密封连接。驱动器1122设置于驱动舱11112内，驱动器1122与活塞1121传动连接，驱动器1122能够驱使活塞1121沿杆体111的长度方向滑动，以改变容水舱11111的体积。具体地，在本实施例中，驱动器12112为步进电机。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括控制器113，杆体111内还设置有控制舱1112，控制器113设置于控制舱1112内，控制器113与驱动器1122连接。通过设置控制器113能够方便的控制驱动器1122对容水舱11111的容积进行调节。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括通讯模组114，通讯模组114包括通讯天线1141，通讯天线1141设置于杆体111顶端，通讯天线1141以及温度传感器21均与控制器113连接。通过设置通讯天线1141，并将通讯天线1141以及温度传感器21与控制器113连接，使控制器113能够想温度传感器21发送温度采集指令，并将温度传感器21测得的温度数据通过通讯天线1141发送至数据服务器。通讯天线1141也能够接收国内的远程控制命令，并将远程控制命令传递给驱动器1122，通过驱动器1122改变容水舱11111的容积从而调整芯杆11与海平面的相对位置。

可选地，如图2所示，通讯模组114还包括保护罩1142，保护罩1142设置于杆体111顶端，用于遮盖通讯天线1141。通过设置保护罩1142遮盖通讯天线1141，避免通讯天线1141接触冰雪而锈蚀损坏，并且防止降雪和降雨渗入杆体111内部影响杆体111的水密性和浮力。具体地，在本实施例中，保护罩1142由树脂材料制作而成，可以在不影响通讯信号的情况下实现对通讯天线1141的保护遮盖。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括液位传感器116，液位传感器116设置于容水舱11111内，用于测量液位传感器116所在位置的海水300的深度，液位传感器116与控制器113连接。通过液位传感器116定时采集液位传感器116所在位置的压强，当压强超过预设阀值时说明芯杆11下沉，控制器113向驱动器1122发送伸长指令，小于预设阀值时发送收缩指令。当驱动器1122伸缩时，控制器113实时采集液位传感器116所在位置的压力数值，并将压力数值与预设的阀值相对比，根据对比不断改变驱动器1122的伸缩状态，直至压力在阀值范围内，可认为芯杆11达到了预设的深度位置，采用这种内置在控制器113中的pid参数控制方法，可以将芯杆11的浮力控制在一定的范围内，进而将芯杆11与海平面的相对位置控制在一定的范围内。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括设置于控制舱1112内的倾角计115，倾角计115用于测量杆体111的倾角。由于温度传感器21与杆体111平行，通过倾角计115监控并记录杆体111的倾斜状态，能够便于后期对温度传感器21的测量数据进行矫正。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括设置于容水舱11111底部的底壳117，底壳117上设置有过水孔1171，过水孔1171上设置有过滤网。通过在过水孔1171内安装过滤网，能够过滤碎冰以及附着在冰底的异物杂质。

可选地，如图2所示，芯杆11还包括电池118，电池118设置于控制舱1112内，控制器113、通讯模组114、液位传感器116以及温度传感器21均与电池118电连接。通过在芯杆11内设置电池118为各耗电元件供电，使温度监测装置可以方便的安置在需要进行温度测量的冰盖上。优选地，电池118固定于控制舱1112底端的仓壁上，以降低芯杆11的重心，避免夏季融冰期温度监测装置漂浮在海面上时芯杆11倾斜。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。