南極冰蓋下存在著塵封千萬(wàn)年的液態(tài)湖水,其獨(dú)特的存在方式對(duì)科學(xué)研究具有重要的地質(zhì)學(xué)、生物學(xué)、氣候?qū)W價(jià)值。目前各國(guó)科學(xué)家紛紛致力于研究南極冰下湖無(wú)污染取樣技術(shù),由于鉆探技術(shù)的限制以及對(duì)冰下湖特殊環(huán)境的保護(hù),如何實(shí)現(xiàn)無(wú)污染取樣已成為一個(gè)國(guó)際性難題。本文結(jié)合課題的研究背景和意義,設(shè)計(jì)了一套基于固態(tài)調(diào)功器獨(dú)立加熱控制的冰蓋熱熔鉆機(jī)測(cè)控系統(tǒng),配合加熱鉆頭、科學(xué)載荷平臺(tái)、內(nèi)嵌式絞車系統(tǒng)等組成一套完整的鉆具,用于南極冰下湖探測(cè)。其中,電力傳輸及電源變換系統(tǒng)負(fù)責(zé)將冰面電力傳輸至鉆具中,隨鉆嵌入式測(cè)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)鉆具傳感器數(shù)據(jù)采集與模塊控制,冰面上位機(jī)軟件負(fù)責(zé)顯示鉆具狀態(tài)以及下發(fā)控制指令,三個(gè)部分相互配合,完成設(shè)計(jì)目標(biāo)。本文詳細(xì)描述了系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,通過(guò)理論計(jì)算確定使用交流800V電源進(jìn)行電力傳輸,為了實(shí)現(xiàn)鉆頭及側(cè)壁的獨(dú)立加熱調(diào)節(jié),自行研制固態(tài)調(diào)功器。隨鉆嵌入式測(cè)控系統(tǒng)包括主控制板電路以及各種分布式傳感器系統(tǒng)組成的從機(jī)電路,從機(jī)和主機(jī)之間使用RS485總線進(jìn)行通訊。為了適應(yīng)南極特殊的環(huán)境,自行研制了傳感器,并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行闡述。主控系統(tǒng)程序使用了u C/OS-Ⅲ操作系統(tǒng)來(lái)提升處理能力和響應(yīng)速度;提出一種新穎的傳...

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1南極冰下湖泊分布圖

技大學(xué)碩士學(xué)位論文2國(guó)科學(xué)家共同面對(duì)的難題。1.3冰蓋鉆機(jī)技術(shù)研究現(xiàn)狀1.3.1國(guó)外研究現(xiàn)狀自上世紀(jì)六十年代提出冰下湖概念以來(lái)，科學(xué)家一直在尋找冰下湖并進(jìn)行研究，截止到2015年末，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了400多個(gè)冰下湖泊，通過(guò)衛(wèi)星對(duì)南極冰下湖泊的觀測(cè)，科學(xué)家們認(rèn)為這些湖泊很有可能由活水網(wǎng)絡(luò)....

圖1.2東方站鉆塔和慶祝鉆穿3769.3米冰層（2）美國(guó)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

告的結(jié)論指出，沃斯托克湖中含有復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)，包括細(xì)菌、真菌和原生生物，以及更為復(fù)雜的軟體動(dòng)物[9]。2015年1月，俄羅斯科學(xué)家再次鉆穿冰層，這一次他們鉆到了3769.15米，再次到達(dá)冰水分界面。為了不污染湖水，他們用鈦合金做了一個(gè)兩米長(zhǎng)的管子，其中包含水泵和加熱系統(tǒng)，重達(dá)50....

圖1.3美國(guó)科學(xué)家放入攝像頭以及培養(yǎng)出的菌落（3）英國(guó)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.3美國(guó)科學(xué)家放入攝像頭以及培養(yǎng)出的菌落（3）英國(guó)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)埃爾斯沃思湖位于一個(gè)深槽底部、西南極冰蓋中心冰面下3400米，150米深，面積約29平方公里。英國(guó)研究小組為此籌劃研發(fā)了十多年，可謂在技術(shù)、設(shè)備、工程、防范污染、環(huán)境處理等方面都....

圖1.4英國(guó)冰下湖探測(cè)器原理樣機(jī)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.3美國(guó)科學(xué)家放入攝像頭以及培養(yǎng)出的菌落（3）英國(guó)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)埃爾斯沃思湖位于一個(gè)深槽底部、西南極冰蓋中心冰面下3400米，150米深，面積約29平方公里。英國(guó)研究小組為此籌劃研發(fā)了十多年，可謂在技術(shù)、設(shè)備、工程、防范污染、環(huán)境處理等方面都....

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