(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210889634.1 (22)申请日 2022.07.27 (71)申请人 中国极地研究中心 （中国极地研究 所） 地址 200136 上海市浦东 新区金桥路451号 (72)发明人 袁卓立　雷瑞波　窦银科　王杭州　 左广宇　李群　乐晓凌　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 专利代理师 李林 (51)Int.Cl. G01J 5/00(2022.01) G01J 5/02(2022.01) G01J 5/07(2022.01) G01S 19/42(2010.01)H04N 7/18(2006.01) (54)发明名称 一种海冰表面温度观测装置 (57)摘要 本发明属于海冰监测技术领域， 公开了一种 海冰表面温度观测装置， 包括底部主体、 旋转组 件、 固定架以及温度传感器。 其中， 底部主体设置 于海冰内， 旋转组件固定设置于底部主体背离海 冰的一端， 固定架固定设置于旋转组件的输出 端， 用于实现固定架的转动， 温度传感器固定设 置固定架上， 温度传感器用于测量海冰表面的温 度。 该海冰表 面温度观测装置通过旋转组件带动 固定架绕底部主体进行360 °旋转， 能够实现温度 传感器在底部主体周围任意角度的海冰表面温 度测量， 提高了海冰表面温度的监测覆盖面积， 增加了测量得到的海 冰表面温度数据的代 表性。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115165113 A 2022.10.11 CN 115165113 A 1.一种海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 包括底部主体(1)、 旋转组件(2)、 固定架 (3)以及温度传感器(4)， 所述底部主体(1)设置于海冰内， 所述旋转组件(2)固定设置于所 述底部主体(1)背离所述海冰的一端， 所述固定架(3)固定设置于所述旋转组件(2)的输出 端， 所述温度传感器(4)固定设置于所述固定架(3)上， 所述旋转组件(2)通过驱动所述固定 架(3)绕所述底部主体(1)的周向转动进 而带动所述温度传感器(4)转动。 2.根据权利要求1所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述固定架(3)包括相 互连接的竖向杆(31)和横向杆(32)， 所述竖向杆(31)固定设置于所述旋转组件(2)的输出 端， 所述温度传感器(4)设置 于所述横向杆(32)上。 3.根据权利要求2所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述竖向杆(31)包括固 定杆(311)和移动 杆(312)， 所述固定杆(311)固定设置于所述旋转组件(2)的输出端， 沿所 述固定杆(311)的轴线方向上， 所述固定杆(311)的背离所述旋转组件(2)的一端设置有滑 动腔(3111a)， 所述移动杆(312)一端滑动设置于所述滑动腔(3111 a)中， 另一端与所述横向 杆(32)固定连接， 所述海冰表面温度观测装置还包括驱动件(5)和高度计(6)， 所述驱动件 (5)根据所述高度计(6)检测的所述横向杆(32)与所述海冰表面的距离来调整所述移动杆 (312)相对所述固定杆(31 1)的位置 。 4.根据权利要求3所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述固定杆(311)包括 上固定杆(3111)和下固定杆(3112)， 所述下固定杆(3112)固定设置于所述旋转组件(2)的 输出端， 所述驱动件(5)夹设于所述下固定杆(3112)和所述上固定杆(3111)之间， 所述上固 定杆(3111)设置有所述滑动腔(31 11a)。 5.根据权利要求3所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述驱动件(5)包括第 一电机和输出丝杆， 所述移动杆(312)与所述滑动腔(3111a)连接的一端开设有避让腔， 所 述避让腔内设置有内螺纹， 所述输出丝杆通过所述内螺纹转动连接于所述移动杆(312)上 且部分位于所述避让腔中， 所述第一电机驱动所述输出丝杆转动以使所述移动杆(312)在 所述滑动腔(31 11a)中移动。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述旋转组件 (2)包括安装座(21)、 第二电机(22)和转动件(23)， 所述安装座(21)与所述底部主体(1)固 定连接， 所述转动件(23)设置于所述安装座(21)上， 所述固定架(3)穿设于所述转动件(23) 并与所述第二电机(2 2)的输出端连接 。 7.根据权利要求1 ‑5任一项所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述海冰表面 温度观测装置还 包括摄像系统(7)， 所述摄 像系统(7)设置 于所述固定架(3)上。 8.根据权利要求1 ‑5任一项所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述海冰表面 温度观测装置还 包括定位模块(8)和通讯天线(9)。 9.根据权利要求1 ‑5任一项所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述底部主体 (1)上设置有浮力装置(11)， 在所述海冰上安装所述底部主体(1)时， 所述浮力装置(11)位 于所述海 冰表面。 10.根据权利要求9所述的海冰表面温度观测装置， 其特征在于， 所述底部主体(1)背离 所述浮力装置(1 1)的底端还设置有平衡装置(12)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115165113 A 2一种海冰表面温度观测装 置 技术领域 [0001]本发明涉及海 冰监测技 术领域， 尤其涉及一种海 冰表面温度观测装置 。 背景技术 [0002]全球气候变暖在北极显著放大， 导致北极海冰储量快速减少， 海冰又会导致全球 天气气候发生异常效应， 因此， 监测海 冰表面的温度变化是研究全球气候的一个重要参 考。 [0003]研究发现海冰融化过程中， 海冰整体的外形形态并不一定会发生明显变化， 从海 冰形态上并不能直观判断海冰内部的融化状态。 为了观测并判断海冰整体的快速变化过 程， 国内外科学家将海冰表面温度作为海冰变化的指示器， 北半球进入夏季后， 海冰表面积 雪与海冰内部的温度场的特征逐渐发生演变， 垂向温度梯度逐渐变为等温状态， 表面积雪 的消融预示着海冰融化的开始， 通过观测海冰表面温度可以有效获取并识别这一消融过 程， 但是这 一消融过程 开始的时间难以捕捉。 [0004]针对以上问题， 有人在冰基浮标的观测形式的基础上， 提出了一种海冰表面温度 测量装置， 其包括支架以及温度传感器， 支架设置海冰上， 温度传感器设置于支架上， 通过 温度传感器对海冰表 面的温度进 行监测以获取该位置处海冰的消融过程。 该装置由人布放 到北极海冰后， 就开始随此布放海冰漂流， 进行无人值守的自动观测， 直到电池耗尽或海冰 融化失效， 因此属于抛弃式自动观测。 现有的温度 观测往往只能观测冰面一个固定点位， 如 果要增加观测点位需要额外增加温度 观测传感器数量， 从而对设备成本、 系统功 耗、 卫星信 号传输成本等各方面增加负担。 由于属于抛弃式设备， 同时海冰经常出现破裂等自然状况 导致浮标生存时间具有较大差异 性， 因此需要对设备的构成成本进 行控制。 另外， 在长期的 观测过程中， 海冰表面会发生物理变化， 会有融池、 冰脊、 雪脊等在 冰面形成， 这些形成过程 的惊喜化观测非常重要。 目前普通的观测手段只能进 行单点、 或者数个固定点位的观测， 无 法对融池、 冰脊、 雪脊等海冰表面变化过程进行精准的定位观测， 无法提供后 期观测位置的 调整弹性。 发明内容 [0005]本发明的目的在于提供一种海冰表面温度观测装置， 通过旋转组件 驱动固定架旋 转进而带动温度传感器进行旋转， 以实现3 60°旋转监测， 增加了监测的覆盖面积。 [0006]为达此目的， 本发明采用以下技 术方案： [0007]一种海冰表面温度观测装置， 包括底部主体、 旋转组件、 固定架以及温度传感器， 所述底部主体设置于海冰内， 所述旋转组件固定设置于所述底部主体背离所述海冰的一 端， 所述固定架固定设置于所述旋转组件的输出端， 所述温度传感器固定设置于所述固定 架上， 所述旋转组件通过驱动所述固定架绕所述底部主体的周向转动进而 带动所述温度传 感器转动。 [0008]作为一种可选方案， 所述固定架包括相互连接 的竖向杆和横向杆， 所述竖向杆固 定设置于所述旋转组件的输出端， 所述温度传感器设置 于所述横向杆 上。说　明　书 1/5 页 3 CN 115165113 A 3