專利名稱：一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
眾所周知，青藏高原是地球上分布范圍最大的中緯度高海拔寒冷地區(qū)，根據(jù)當(dāng)前的研究成果，該地區(qū)多年凍土的面積超過(guò)一百萬(wàn)平方公里。從氣候變化角度來(lái)看，該地區(qū)同極地地區(qū)的氣候狀況可以作為全球氣候變化的指示器、啟動(dòng)器和放大器，對(duì)該地區(qū)氣候變化的研究是全球氣候變化研究不可缺少的重要組成部分；從景觀分布來(lái)看，該地區(qū)以高寒荒漠、高寒草甸、高寒草原為主，生態(tài)環(huán)境及其脆 弱，目前已有部分地區(qū)呈現(xiàn)出沙漠化趨勢(shì)，對(duì)該地區(qū)和我國(guó)東部的大氣環(huán)境構(gòu)成潛在的威脅，急需要開(kāi)展生態(tài)保護(hù)及恢復(fù)方面的前期研究工作；從工程作用來(lái)看，該地區(qū)的道路工程、采礦工程日益增多，但是該地區(qū)多年凍土廣泛分布，凍土工程地質(zhì)條件極差，各項(xiàng)工程普遍面臨著地基失穩(wěn)的難題，迫切需要開(kāi)展相關(guān)的防治措施研發(fā)及工程措施效果的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)、調(diào)查。無(wú)論是氣候變化研究、生態(tài)環(huán)境保護(hù)還是凍土狀況的監(jiān)測(cè)，都必須要在該地區(qū)開(kāi)展大量的長(zhǎng)期調(diào)查和監(jiān)測(cè)工作。與東部地區(qū)不同，高原多年凍土地區(qū)不適合人類長(zhǎng)期居住，不宜派人進(jìn)行長(zhǎng)期值守。高原地區(qū)的監(jiān)測(cè)類型眾多、監(jiān)測(cè)場(chǎng)地?cái)?shù)量大分布廣，道路沿線設(shè)施容易受到行人破壞，遠(yuǎn)離道路的監(jiān)測(cè)點(diǎn)則易被牧民損毀，如果派人長(zhǎng)期值守，項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求，無(wú)法開(kāi)展具有重要意義的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。另外，高原多年凍土地區(qū)風(fēng)沙大、鼠害多、冬季氣溫低，加上局部地區(qū)較多的雨雪，監(jiān)測(cè)設(shè)施也往往因?yàn)檫@些惡劣的自然條件而往往不能長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作。針對(duì)高原地區(qū)的特殊環(huán)境、工作條件以及監(jiān)測(cè)工作的要求，在該地區(qū)開(kāi)展研究的科研、技術(shù)人員研發(fā)了不同的監(jiān)測(cè)用輔助系統(tǒng)，其中有塑料材質(zhì)的，也有金屬材質(zhì)的(有鐵皮的，也有鋼板的)。這些輔助系統(tǒng)主要包括供電模塊和保護(hù)模塊，供電模塊一般由太陽(yáng)能板和蓄電池構(gòu)成，其中，太陽(yáng)能板一般架設(shè)于空中或用水泥砂漿固定于地面(高原凍土區(qū)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一般采用兩種太陽(yáng)能供電方式)；保護(hù)模塊，主要是指各種形式的防護(hù)箱(即高原多年凍土區(qū)不同時(shí)期常用的防護(hù)箱)，可以包括塑料保護(hù)箱、鐵皮保護(hù)箱、直邊鋼板箱、折邊鋼板箱、上開(kāi)門鋼板箱(可以包括門邊無(wú)筋型和門邊加筋型)。上述供電模塊，可以包括落地式太陽(yáng)能供電模塊，該模塊采用框架來(lái)固定太陽(yáng)能板，框架的支撐腿插入地表以下，自太陽(yáng)能板以下的部分均用水泥砂漿來(lái)固定；也可以包括懸空式太陽(yáng)能板固定模塊，通常用配套的太陽(yáng)能板支架固定于豎立的鍍鋅鋼管頂部，太陽(yáng)能板的架設(shè)高度一般在2. 5m以上。上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱的發(fā)展趨勢(shì)，從早期的塑料箱發(fā)展到鐵皮箱、鋼板箱，從側(cè)開(kāi)門發(fā)展到上開(kāi)門，這說(shuō)明對(duì)保護(hù)箱的防護(hù)性能要求越來(lái)越高。一方面，保護(hù)箱的強(qiáng)度越來(lái)越高，譬如材質(zhì)強(qiáng)度更高、防護(hù)板的厚度更厚、箱門的防撬效果更好(采用折邊門、門邊加筋)等；另一方面，箱子的防塵、防水效果更好，側(cè)開(kāi)門容易因?yàn)榈孛娣e水而進(jìn)水，因此換成了上開(kāi)門，直邊門的密封防塵效果不如折邊門等。箱子防護(hù)等級(jí)的提高主要是為了保障監(jiān)測(cè)設(shè)備的安全，這固然有降低監(jiān)測(cè)成本的考慮，更多的則是為了提高長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)資料的質(zhì)量。在無(wú)人值守的條件下確保整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的正常工作，這是野外科技工作者在開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)工作時(shí)最關(guān)心的問(wèn)題之一，往往是花費(fèi)了很大精力，卻無(wú)法達(dá)到目的。在當(dāng)前的高原野外監(jiān)測(cè)工作中，無(wú)論是監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的太陽(yáng)能供電模塊還是防護(hù)模塊，往往因?yàn)樽匀换蛘呷藶榈脑蚨?jīng)常遭到破壞，野外監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中常見(jiàn)的幾種破壞形式(即高原多年凍土區(qū)的自然破壞形式和人為破壞形式)包括⑴幾種自然破壞形式包括箱體灌滿了風(fēng)沙、箱體充滿了大半箱冰水、c箱體進(jìn)入了風(fēng)吹雪、箱體進(jìn)入了大量淤泥、箱體內(nèi)進(jìn)入了老鼠、以及箱體側(cè)因?yàn)檫吰峦馏w滑落導(dǎo)致箱門無(wú)法打開(kāi)；⑵幾種人為破壞形式包括箱體的側(cè)門被撬、氣象站的數(shù)采儀保護(hù)箱被盜、箱體嚴(yán)重變形、防護(hù)網(wǎng)被撬開(kāi)、以及太陽(yáng)能板被盜。上述幾種破壞形式中，輕則導(dǎo)致電源供電中斷、數(shù)采儀停止工作，重則導(dǎo)致數(shù)采儀、探頭被徹底損壞甚至整體丟失。上述破壞的后果不僅僅是采集工作的終止、數(shù)據(jù)的丟失，甚至可能造成整個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)無(wú)法修復(fù)，給研究工作帶來(lái)無(wú)法彌補(bǔ)的損失?；谏鲜霰O(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的重要性以及當(dāng)前所面臨的困難，目前在高原多年凍土地區(qū)急需要提供一套能夠保障監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期、穩(wěn)定工作的監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)解決方案。在實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的過(guò)程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在長(zhǎng)期值守難度大、監(jiān)測(cè)設(shè)備易受破壞、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性差等缺陷。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、監(jiān)測(cè)設(shè)備防護(hù)性能好、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，包括配合設(shè)置的防護(hù)模塊與供電模塊，其中，所述防護(hù)模塊包括長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱。進(jìn)一步地，所述長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，包括四個(gè)側(cè)板之間、以及四個(gè)側(cè)板與底板之間均采用無(wú)縫焊接方式連接的正方體或長(zhǎng)方體狀箱體，在所述箱體的底板上、靠近底板的一個(gè)底角開(kāi)設(shè)有圓孔，豎直設(shè)置在箱體內(nèi)部、底部與箱體的底板平齊并與所述圓孔之間無(wú)縫焊接的鋼管，靠近所述鋼管的上端、配合安裝有橫穿鋼管的固定螺栓，安裝在所述箱體頂部、且采用鉸鏈與箱體一側(cè)連接的箱蓋，以及配合設(shè)置在所述箱蓋與箱體之間的鎖具；在野外安裝時(shí)，所述固定螺栓橫穿位于凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管，使箱體和凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管連接；在所述鋼管與鍍鋅鋼管之間的空隙內(nèi)，填充有防水密封膠。進(jìn)一步地，所述鎖具，包括固定設(shè)置在箱蓋內(nèi)側(cè)的鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌、以及與鎖舌垂直的鑰匙導(dǎo)管，位于箱體側(cè)邊、且與所述鎖舌配合設(shè)置的鎖舌孔，以及固定設(shè)置在箱蓋外側(cè)、且與鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯及鎖舌配合設(shè)置的鑰匙孔；所述鎖舌位于所述箱蓋遠(yuǎn)離鉸鏈的一側(cè)，鎖舌通過(guò)鑰匙導(dǎo)管受插入鑰匙孔的外部鑰匙控制；當(dāng)箱蓋和箱體緊密貼合時(shí)，向一定方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，鎖舌伸入鎖舌孔內(nèi)；當(dāng)需要打開(kāi)箱蓋時(shí)，向相反方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，使鎖舌從鎖舌孔中收回。進(jìn)一步地，所述鎖具，還包括配合設(shè)置在所述鑰匙孔內(nèi)、且用于避免鑰匙導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)入異物的防風(fēng)螺絲。進(jìn)一步地，所述鋼管為穿線管，所述穿線管的直徑與圓孔的直徑相等，所述穿線管的長(zhǎng)度為箱體內(nèi)部?jī)舾叨鹊?/5 5/5。進(jìn)一步地，所述供電模塊，包括配合設(shè)在箱蓋外表面的太陽(yáng)能板，位于所述箱體內(nèi)偵U、且與太陽(yáng)能板配合連接的蓄電池，以及固定在所述箱蓋內(nèi)側(cè)、且與所述蓄電池配合設(shè)置的限流調(diào)壓模塊。進(jìn)一步地，所述太陽(yáng)能板具有防護(hù)外框組件；所述防護(hù)外框組件包括用于固定太陽(yáng)能板的槽鋼邊框，罩在所述太陽(yáng)能板的外表面、且用于保護(hù)太陽(yáng)能板的透明護(hù)板，垂直焊接在所述槽鋼邊框腰板內(nèi)側(cè)的承重扁鐵，以及 太陽(yáng)能板自身攜帶、且固定在槽鋼邊框下側(cè)壁的固定邊框；所述防護(hù)邊框組件與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，通過(guò)穿過(guò)保護(hù)箱蓋和槽鋼下側(cè)壁的螺栓；在所述防護(hù)邊框組件與箱蓋的接觸處，填充有防水密封膠；在所述透明護(hù)板與槽鋼邊框上側(cè)壁的接觸處，填充有防水密封膠。進(jìn)一步地，在所述箱蓋內(nèi)表面，設(shè)有用于覆蓋鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌與限流調(diào)壓模塊的箱蓋罩板。進(jìn)一步地，在所述箱體的四個(gè)側(cè)板與箱蓋的接觸處，均采用2次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；對(duì)應(yīng)地，在所述箱蓋的四個(gè)邊均采用I次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；所述箱體與箱蓋通過(guò)角鋼，與相應(yīng)的直角折邊相連；在所述箱蓋四個(gè)邊的下部，均形成矩形梁形式的矩形邊框加筋結(jié)構(gòu)；在矩形邊框加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和箱蓋罩板之間、留有與經(jīng)2次直角折邊的四個(gè)側(cè)板尺寸一致的凹槽。進(jìn)一步地，在所述箱體與地面接觸的四個(gè)側(cè)板上，均敷設(shè)有XPS保溫板，在箱蓋內(nèi)敷設(shè)有柔性保溫棉。本實(shí)用新型各實(shí)施例的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，由于包括配合設(shè)置的防護(hù)模塊與供電模塊，其中，防護(hù)模塊包括長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱；可以有效避免常規(guī)的人為損壞和自然環(huán)境破壞，確保內(nèi)部設(shè)備的安全和數(shù)據(jù)的正常采集；從而可以克服現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期值守難度大、監(jiān)測(cè)設(shè)備易受破壞、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性差的缺陷，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、監(jiān)測(cè)設(shè)備防護(hù)性能好、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分地從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本實(shí)用新型而了解。本實(shí)用新型的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)在所寫的說(shuō)明書(shū)、權(quán)利要求書(shū)、以及附圖中所特別指出的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中圖I為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；[0033]圖2為圖I的B-B'向剖面示意圖；圖3為圖I的A-A'向剖面示意圖；圖4監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱中箱蓋(即太陽(yáng)能板防護(hù)框)的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖4的C向結(jié)構(gòu)示意圖(即太陽(yáng)能板防護(hù)框與箱蓋的裝配示意圖)；圖6為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱內(nèi)外的溫度變化曲線比較示意圖；圖7為采用太陽(yáng)能連續(xù)供電系統(tǒng)以前，采用適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)前后，數(shù)采儀供電電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律；圖8為采用太陽(yáng)能連續(xù)供電系統(tǒng)以后，采用適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)前后，數(shù)采儀供電電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律。結(jié)合附圖，本實(shí)用新型實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下I-限流調(diào)壓模塊；2_鎖□ ;3_伸縮式鎖舌；4_箱蓋；5_鑰匙導(dǎo)管；6_箱蓋罩板；7-箱蓋罩板底柱；8_穿線管；9_鎖舌孔；10_箱體；11-太陽(yáng)能板；12_承重扁鐵；13_槽鋼邊框；14-聚碳酸酯透明護(hù)板；15_鋼管；16_固定螺栓。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，如圖I-圖8所示，提供了一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)。本實(shí)施例包括配合設(shè)置的防護(hù)模塊與供電模塊，防護(hù)模塊包括長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱。如圖I-圖5所示，上述長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，包括四個(gè)側(cè)板之間、以及四個(gè)側(cè)板與底板之間均采用無(wú)縫焊接方式連接的正方體或長(zhǎng)方體狀箱體10，在箱體10的底板上、靠近底板的一個(gè)底角開(kāi)設(shè)有圓孔，豎直設(shè)置在箱體10內(nèi)部、底部與箱體10的底板平齊并與圓孔之間無(wú)縫焊接的鋼管15，靠近鋼管15的上端、配合安裝有橫穿鋼管15的固定螺栓16，安裝在箱體10頂部、且采用鉸鏈與箱體10 —側(cè)連接的箱蓋4，以及配合設(shè)置在箱蓋4與箱體10之間的鎖具；在野外安裝時(shí)，固定螺栓16橫穿位于凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管，使箱體10和凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管連接，以便箱體10和凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管牢牢連接；除了固定好凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管和箱體10內(nèi)的鋼管15以外，在鋼管15與鍍鋅鋼管之間的空隙內(nèi)，填充有防水密封膠。這里，鋼管15為用于穿接凍土測(cè)溫傳感器連接導(dǎo)線的穿線管8，穿線管8的直徑與圓孔的直徑相等，穿線管8的長(zhǎng)度為箱體10內(nèi)部?jī)舾叨鹊?/5 5/5 (優(yōu)選為4/5)。凍土測(cè)溫孔是用鉆機(jī)在地表巖土層中沿著重力方向完成的鉆孔，鉆孔的深度一般大于10m。凍土測(cè)溫孔內(nèi)放置同孔深一樣長(zhǎng)度的測(cè)溫探頭，為了保證凍土測(cè)溫孔的完整性，以便于后期更換探頭，往往在凍土測(cè)溫孔內(nèi)放置一根鍍鋅鋼管，測(cè)溫探頭即布設(shè)于此鍍鋅鋼管內(nèi)，并有引線出露于鍍鋅鋼管以上，通過(guò)測(cè)量探頭的電阻或者電流等信號(hào)即可以確定測(cè)溫孔內(nèi)的溫度、水分等信息。上述鎖具，包括固定設(shè)置在箱蓋4內(nèi)側(cè)的鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌、以及與鎖舌垂直的鑰匙導(dǎo)管5，位于箱體10側(cè)邊、且與鎖舌配合設(shè)置的鎖舌孔9，固定設(shè)置在箱蓋4外側(cè)、且與鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯及鎖舌配合設(shè)置的鑰匙孔，以及配合設(shè)置在鑰匙孔內(nèi)、且用于避免鑰匙導(dǎo)管5內(nèi)進(jìn)入異物的防風(fēng)螺絲；鎖舌位于箱蓋4遠(yuǎn)離鉸鏈的一側(cè)，鎖舌通過(guò)鑰匙導(dǎo)管5受插入鑰匙孔的外部鑰匙控制；當(dāng)箱蓋4和箱體10緊密貼合時(shí)，向一定方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，鎖舌即可伸入鎖舌孔9內(nèi)；當(dāng)需要打開(kāi)箱蓋4時(shí)，向相反方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，使鎖舌從鎖舌孔9中收回即可。上述供電模塊，包括配合設(shè)在箱蓋4外表面的太陽(yáng)能板,位于箱體10內(nèi)側(cè)、且與太陽(yáng)能板配合連接的蓄電池，以及固定在箱蓋4內(nèi)側(cè)、且與蓄電池配合設(shè)置的限流調(diào)壓模塊
Io其中，上述太陽(yáng)能板具有防護(hù)外框組件(該防護(hù)外框組件為該系統(tǒng)的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，具體可參見(jiàn)圖4和圖5);防護(hù)外框組件包括用于固定太陽(yáng)能板的槽鋼邊框13 (例如，可以采用厚度為2. 5cm的槽鋼邊框13)，罩在太陽(yáng)能板的外表面、且用于保護(hù)太陽(yáng)能板的透明護(hù)板(例如，可以采用厚度為5_左右的聚碳酸酯透明護(hù)板14)，垂直焊接在槽鋼邊框13腰板內(nèi)側(cè)的承重扁鐵12，以及太陽(yáng)能板自身攜帶、且固定在槽鋼邊框13下側(cè)壁(槽鋼邊框13的下 腿)的固定邊框；防護(hù)邊框組件與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，通過(guò)穿過(guò)保護(hù)箱蓋4和槽鋼下側(cè)壁的螺栓；在防護(hù)邊框組件與箱蓋4的接觸處，填充有防水密封膠；同時(shí)，在透明護(hù)板與槽鋼邊框13上側(cè)壁(槽鋼邊框13的上腿)的接觸處，填充有防水密封膠。在上述箱蓋4內(nèi)表面，設(shè)有用于覆蓋鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌(優(yōu)選為伸縮式鎖舌3)與限流調(diào)壓模塊I的箱蓋罩板6，在箱蓋罩板6的四個(gè)角分別設(shè)有底柱(如箱蓋罩板底柱7，焊接在箱蓋罩板6的一個(gè)角，用來(lái)固定箱蓋罩6)。在箱體10的四個(gè)側(cè)板與箱蓋4的接觸處，均采用2次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；對(duì)應(yīng)地，在箱蓋4的四個(gè)邊均采用I次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；箱體10與箱蓋4通過(guò)角鋼，與相應(yīng)的直角折邊相連；在箱蓋4四個(gè)邊的下部，均形成矩形梁形式的矩形邊框加筋結(jié)構(gòu)；在矩形邊框加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和箱蓋罩板6之間、留有與經(jīng)2次直角折邊的四個(gè)側(cè)板尺寸一致的凹槽(具體地，該凹槽的寬度可以設(shè)置為5mm左右)。在上述箱體10與地面接觸的四個(gè)側(cè)板上，均敷設(shè)有XPS保溫板(例如，厚度為3cm左右、導(dǎo)熱系數(shù)為2. 592KJ/d. m. °C的擠塑式聚苯乙烯隔熱保溫板)，在箱蓋4內(nèi)敷設(shè)有柔性保溫棉(例如，該柔性保溫棉的厚度可以設(shè)置為5cm左右)。具體地，在圖I-圖5中，主要包括箱體10、箱蓋4、穿線管、鎖具與供電模塊；箱體10、箱蓋4與鎖具的結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖1，穿線管及其固定螺栓16的結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖2和圖3，供電模塊的結(jié)構(gòu)可參見(jiàn)圖4和圖5 ;箱蓋4是上述實(shí)施例適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的一個(gè)主要構(gòu)思之所在，箱蓋4內(nèi)集成了鎖具、限流調(diào)壓模塊I、柔性保溫棉的襯里、箱蓋罩板6與防風(fēng)螺絲，并承擔(dān)著固定太陽(yáng)能板的防護(hù)外框組件的任務(wù)；太陽(yáng)能板的防護(hù)外框組件，是上述實(shí)施例適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的另外一個(gè)主要構(gòu)思所在，該防護(hù)外框組件通過(guò)采用特殊的結(jié)構(gòu)一方面確保了太陽(yáng)能板的安全，另一方面也確保了太陽(yáng)能板所需要的太陽(yáng)輻射通過(guò)量。與以往的高原多年凍土地區(qū)長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)相比，上述實(shí)施例適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，至少具有如下四個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)⑴密封性好，可以有效隔絕外界的風(fēng)沙、積雪、塵土、鼠害的威脅；⑵保溫性好，在箱體10內(nèi)部XPS保溫板和柔性保溫棉的作用下，箱體內(nèi)的最低溫度比外界氣溫高出5°C以上；⑶供電可靠性高，全新加固的太陽(yáng)能板和較高的箱內(nèi)溫度使得蓄電池可以確保數(shù)據(jù)采集儀長(zhǎng)期、穩(wěn)定的工作；[0056]⑷該套監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)采用了全新的箱體10、箱蓋4及鎖芯結(jié)構(gòu)，與以往不同的箱體10固定方式，太陽(yáng)能板也采用了抗沖擊能力極強(qiáng)的聚碳酸酯透明護(hù)板，整套系統(tǒng)的堅(jiān)固性大大增強(qiáng)，可有效避免常規(guī)的人為損壞，確保內(nèi)部設(shè)備的安全和數(shù)據(jù)的正常采集。關(guān)于上述實(shí)施例適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)的技術(shù)效果，下面從保溫性、電源可靠性以及堅(jiān)固性三個(gè)角度來(lái)說(shuō)明。圖6 (可以體現(xiàn)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)外的溫度變化過(guò)程)為祁連山地區(qū)2009年12月13號(hào)到2010年I月31號(hào)的氣溫和箱內(nèi)溫度變化曲線。從該圖可以看出，箱內(nèi)的峰值溫度顯著高于氣溫，其最低溫度也高于氣溫。對(duì)該期間兩個(gè)溫度的統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，箱內(nèi)的最高溫度、最低溫度和平均溫度分別為3. 8°C、-25. 4°C和-12. (TC，同期相應(yīng)的氣溫值分別為3. (TC、-31. (TC和-15. 3°C，箱內(nèi)溫度要比氣溫分別高出O. 8°C、5. 6°C和3. 3°C，這有利于數(shù)采儀和蓄電池保持較好的工作狀態(tài)。上述三個(gè)指標(biāo)中，最低溫度對(duì)數(shù)采儀和電池的不利影響最大，最低溫度的大幅提升則說(shuō)明此監(jiān)測(cè)箱發(fā)揮了良好的保溫作用。 圖7和圖8為祁連山腹地江倉(cāng)綜合觀測(cè)站的電源工作情況。該觀測(cè)站在建立初期采用了現(xiàn)有技術(shù)中采用的太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的安裝方式，該供電系統(tǒng)在2009年7月份安裝以后，9月份丟失，此后采用人工更換蓄電池的方式。該觀測(cè)站監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括空氣溫濕度、風(fēng)速風(fēng)向、氣壓、凈輻射、總輻射、紅外溫度計(jì)、雨量筒、積雪厚度儀、2個(gè)熱流探頭、6個(gè)水分探頭以及32個(gè)土壤溫度探頭，耗電量較大。每次更換一塊完全充滿電的38AH (12V)蓄電池，無(wú)論冬季還是夏季，僅能維持?jǐn)?shù)采儀工作不到一個(gè)月(圖7)。根據(jù)本研究方案，在2011年采用一塊20w的太陽(yáng)能板以后，蓄電池的電壓一直維持在12V左右，完全可以滿足該監(jiān)測(cè)站的需要(圖8)。例如，設(shè)在219國(guó)道(即新藏公路)里程K521+000附近的一個(gè)監(jiān)測(cè)保護(hù)箱(即上述實(shí)施例中的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱)，該監(jiān)測(cè)保護(hù)箱自從2010年8月份安裝完畢以后，盡管該期間219國(guó)道正在改建，工程和人為干擾因素較多，但是該監(jiān)測(cè)箱仍然處于完好的工作狀態(tài)。上述實(shí)施例適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，可以為青藏高原多年凍土地區(qū)的野外科學(xué)監(jiān)測(cè)工作提供一套可靠的保障輔助系統(tǒng)，著重解決了包括密封、保溫、長(zhǎng)期供電以及抗破壞難等四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，至少具有以下特點(diǎn)⑴太陽(yáng)能板防護(hù)結(jié)構(gòu)(即太陽(yáng)能板的防護(hù)外框組件)及其與監(jiān)測(cè)保護(hù)箱(即長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱)的連接方式；⑵太陽(yáng)能板防護(hù)結(jié)構(gòu)中所采用的聚碳酸酯透明護(hù)板，為高強(qiáng)度的透明護(hù)板；⑶提供了一套可滿足不同蓄電池充電需求的限壓限流調(diào)節(jié)模塊；⑷監(jiān)測(cè)保護(hù)箱的全空間保溫結(jié)構(gòu)；(5)除了箱蓋4以外，箱體10其余連接部位所采用的無(wú)縫焊接的連接方式；(6)箱蓋4和箱體10之間的密封裝配結(jié)構(gòu)；(7)箱蓋4及鎖芯之間的裝配結(jié)構(gòu)；(8)箱內(nèi)底板布設(shè)鋼管15作為探頭穿線管和箱底密封的結(jié)構(gòu)方式；(9)箱體10和凍土測(cè)溫孔的護(hù)管(即鍍鋅鋼管)連接，用于固定監(jiān)測(cè)保護(hù)箱體10的思路；(1Φ鑰匙入口處設(shè)置有防風(fēng)螺絲，避免異物進(jìn)入鑰匙導(dǎo)管5內(nèi)。[0072]最后應(yīng)說(shuō)明的是以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征 進(jìn)行等同替換。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，包括配合設(shè)置的防護(hù)模塊與供電模塊，其中，所述防護(hù)模塊包括長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，包括四個(gè)側(cè)板之間、以及四個(gè)側(cè)板與底板之間均采用無(wú)縫焊接方式連接的正方體或長(zhǎng)方體狀箱體，在所述箱體的底板上、靠近底板的一個(gè)底角開(kāi)設(shè)有圓孔，豎直設(shè)置在箱體內(nèi)部、底部與箱體的底板平齊并與所述圓孔之間無(wú)縫焊接的鋼管，靠近所述鋼管的上端、配合安裝有橫穿鋼管的固定螺栓，安裝在所述箱體頂部、且采用鉸鏈與箱體一側(cè)連接的箱蓋，以及配合設(shè)置在所述箱蓋與箱體之間的鎖具； 在野外安裝時(shí)，所述固定螺栓橫穿位于凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管，使箱體和凍土測(cè)溫孔內(nèi)的鍍鋅鋼管連接；在所述鋼管與鍍鋅鋼管之間的空隙內(nèi)，填充有防水密封膠。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖具，包括固定設(shè)置在箱蓋內(nèi)側(cè)的鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌、以及與鎖舌垂直的鑰匙導(dǎo)管，位于箱體側(cè)邊、且與所述鎖舌配合設(shè)置的鎖舌孔，以及固定設(shè)置在箱蓋外側(cè)、且與鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯及鎖舌配合設(shè)置的鑰匙孔； 所述鎖舌位于所述箱蓋遠(yuǎn)離鉸鏈的一側(cè)，鎖舌通過(guò)鑰匙導(dǎo)管受插入鑰匙孔的外部鑰匙控制；當(dāng)箱蓋和箱體緊密貼合時(shí)，向一定方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，鎖舌伸入鎖舌孔內(nèi)；當(dāng)需要打開(kāi)箱蓋時(shí)，向相反方向旋轉(zhuǎn)鑰匙，使鎖舌從鎖舌孔中收回。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述鎖具，還包括配合設(shè)置在所述鑰匙孔內(nèi)、且用于避免鑰匙導(dǎo)管內(nèi)進(jìn)入異物的防風(fēng)螺絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述鋼管為穿線管，所述穿線管的直徑與圓孔的直徑相等，所述穿線管的長(zhǎng)度為箱體內(nèi)部?jī)舾叨鹊?/5 5/5。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述供電模塊，包括配合設(shè)在箱蓋外表面的太陽(yáng)能板，位于所述箱體內(nèi)側(cè)、且與太陽(yáng)能板配合連接的蓄電池，以及固定在所述箱蓋內(nèi)側(cè)、且與所述蓄電池配合設(shè)置的限流調(diào)壓模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，所述太陽(yáng)能板具有防護(hù)外框組件； 所述防護(hù)外框組件包括用于固定太陽(yáng)能板的槽鋼邊框，罩在所述太陽(yáng)能板的外表面、且用于保護(hù)太陽(yáng)能板的透明護(hù)板，垂直焊接在所述槽鋼邊框腰板內(nèi)側(cè)的承重扁鐵，以及太陽(yáng)能板自身攜帶、且固定在槽鋼邊框下側(cè)壁的固定邊框； 所述防護(hù)邊框組件與長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱，通過(guò)穿過(guò)保護(hù)箱蓋和槽鋼下側(cè)壁的螺栓；在所述防護(hù)邊框組件與箱蓋的接觸處，填充有防水密封膠；在所述透明護(hù)板與槽鋼邊框上側(cè)壁的接觸處，填充有防水密封膠。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或6所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，在所述箱蓋內(nèi)表面，設(shè)有用于覆蓋鑰匙導(dǎo)軌、鎖芯、鎖舌與限流調(diào)壓模塊的箱蓋罩板。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，在所述箱體的四個(gè)側(cè)板與箱蓋的接觸處，均采用2次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；對(duì)應(yīng)地，在所述箱蓋的四個(gè)邊均采用I次直角折邊的結(jié)構(gòu)形式；所述箱體與箱蓋通過(guò)角鋼，與相應(yīng)的直角折邊相連； 在所述箱蓋四個(gè)邊的下部，均形成矩形梁形式的矩形邊框加筋結(jié)構(gòu)；在矩形邊框加強(qiáng)結(jié)構(gòu)和箱蓋罩板之間、留有與經(jīng)2次直角折邊的四個(gè)側(cè)板尺寸一致的凹槽。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，其特征在于，在所述箱體與地面接觸的四個(gè)側(cè)板上，均敷設(shè)有XPS保溫板，在箱蓋內(nèi)敷設(shè)有柔性保溫棉。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，包括配合設(shè)置的防護(hù)模塊與供電模塊，其中，所述防護(hù)模塊包括長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)箱。本實(shí)用新型所述適用于高原多年凍土地區(qū)的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)輔助系統(tǒng)，可以克服現(xiàn)有技術(shù)中長(zhǎng)期值守難度大、監(jiān)測(cè)設(shè)備易受破壞、難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性差等缺陷，以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守、監(jiān)測(cè)設(shè)備防護(hù)性能好、能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定工作、以及監(jiān)測(cè)結(jié)果可靠性好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01D11/00GK202614250SQ20122016538
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月18日
發(fā)明者陳繼, 盛煜, 吳青柏, 馮子亮 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