基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统研制

发布时间：2025-02-05 12:37

　　南极冰盖下存在着尘封千万年的液态湖水,其独特的存在方式对科学研究具有重要的地质学、生物学、气候学价值。目前各国科学家纷纷致力于研究南极冰下湖无污染取样技术,由于钻探技术的限制以及对冰下湖特殊环境的保护,如何实现无污染取样已成为一个国际性难题。本文结合课题的研究背景和意义,设计了一套基于固态调功器独立加热控制的冰盖热熔钻机测控系统,配合加热钻头、科学载荷平台、内嵌式绞车系统等组成一套完整的钻具,用于南极冰下湖探测。其中,电力传输及电源变换系统负责将冰面电力传输至钻具中,随钻嵌入式测控系统负责钻具传感器数据采集与模块控制,冰面上位机软件负责显示钻具状态以及下发控制指令,三个部分相互配合,完成设计目标。本文详细描述了系统设计方案,通过理论计算确定使用交流800V电源进行电力传输,为了实现钻头及侧壁的独立加热调节,自行研制固态调功器。随钻嵌入式测控系统包括主控制板电路以及各种分布式传感器系统组成的从机电路,从机和主机之间使用RS485总线进行通讯。为了适应南极特殊的环境,自行研制了传感器,并对其关键技术进行阐述。主控系统程序使用了u C/OS-Ⅲ操作系统来提升处理能力和响应速度;提出一种新颖的传...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1南极冰下湖泊分布图

技大学硕士学位论文2国科学家共同面对的难题。1.3冰盖钻机技术研究现状1.3.1国外研究现状自上世纪六十年代提出冰下湖概念以来，科学家一直在寻找冰下湖并进行研究，截止到2015年末，已经发现了400多个冰下湖泊，通过卫星对南极冰下湖泊的观测，科学家们认为这些湖泊很有可能由活水网络....

图1.2东方站钻塔和庆祝钻穿3769.3米冰层（2）美国研究现状和发展趋势

告的结论指出，沃斯托克湖中含有复杂的生物网络，包括细菌、真菌和原生生物，以及更为复杂的软体动物[9]。2015年1月，俄罗斯科学家再次钻穿冰层，这一次他们钻到了3769.15米，再次到达冰水分界面。为了不污染湖水，他们用钛合金做了一个两米长的管子，其中包含水泵和加热系统，重达50....

图1.3美国科学家放入摄像头以及培养出的菌落（3）英国研究现状和发展趋势

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图1.4英国冰下湖探测器原理样机国内研究现状

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本文编号：4029847