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極端氣候環(huán)境下的電源應(yīng)用

2009/3/17 9:45:00

圖1: 冰雪覆蓋的南極(圖片來源于新華網(wǎng))

    南極，被氣象學(xué)家們稱為“炮制各種天氣的廚房”：今天在南極測量到的某些氣壓異常可能就會引起兩個(gè)月后中國南方的一場大范圍降雨。事實(shí)上，在南極進(jìn)行的氣象學(xué)測量對全球氣候變化分析以及局部氣象預(yù)測、災(zāi)害預(yù)測等都提供了重要的參考數(shù)據(jù)。但是，南極惡劣的自然環(huán)境對氣象測量設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從規(guī)劃至建設(shè)歷時(shí)10年、耗資近3900萬歐元、于2009年2月20日投入使用的南極科學(xué)考察站Neumayer Station III的設(shè)計(jì)者們戰(zhàn)勝了這些挑戰(zhàn)，設(shè)計(jì)出了體積小巧、運(yùn)行可靠的新型氣象測量箱，其中就選用了PULS普爾世的精品Q系列電源產(chǎn)品。
        早在1981年，Alfred Wegener研究院就在南極設(shè)計(jì)建造了科學(xué)考察站Neumayer Station I，從事持續(xù)的氣象物理學(xué)研究。在積累了豐富的建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，該研究院從1999年開始著手設(shè)計(jì)建造最新的考察站Neumayer Station III，目標(biāo)設(shè)計(jì)壽命為25-30年，要求能源消耗量更低、運(yùn)行更可靠、測量項(xiàng)目更多。其中，原來笨重龐大的氣象測量設(shè)備柜，將由小巧的新型測量箱來代替。
    新型氣象測量箱放置在室外，常年處于0°C以下直至約-50°C的低溫環(huán)境中，箱內(nèi)與箱外的絕熱僅靠約15mm厚的隔熱層。箱內(nèi)集成了多種數(shù)據(jù)處理、通訊設(shè)備和附屬裝置，以及能輸出穩(wěn)定的12V、24V、48V的PULS普爾世電源系統(tǒng)，為上述設(shè)備和箱外的傳感器提供穩(wěn)定的直流電壓。測量箱的AC交流電通過埋在雪地里的長達(dá)300米的傳輸線從考察站的電網(wǎng)中引入，光照傳感器、風(fēng)向傳感器等則通過數(shù)據(jù)線將測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入測量箱中。測量箱的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2: 氣象測量箱中的PULS普爾世電源應(yīng)用示意圖

在該應(yīng)用中選擇PULS普爾世的精品Q系列產(chǎn)品的主要原因有3點(diǎn)：
1 真正可以長期工作在0°C以下低溫環(huán)境：
普通的開關(guān)電源在0°C以下環(huán)境中可能出現(xiàn)起動(dòng)困難，部分元器件如端子等可能會出現(xiàn)裂縫或功能失常，從而導(dǎo)致進(jìn)一步的故障。PULS普爾世的精品Q系列產(chǎn)品選用高可靠性的元器件，并集成了特殊的電子電路保證無障礙的起動(dòng)。如圖3