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Recoverable autonomous sonde for subglacial lake exploration: electronic control system design
Annals of Glaciology ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-03-18 , DOI: 10.1017/aog.2021.1 Shilin Peng , Xiao Jiang , Yongzhen Tang , Chong Li , Xiaodong Li , Shengmiao Huang , Tianxin Zhu , Jianguang Shi , Youhong Sun , Pavel Talalay , Xiaopeng Fan , Nan Zhang , Bing Li , Da Gong , Haibin Yu
Annals of Glaciology ( IF 2.9 ) Pub Date : 2021-03-18 , DOI: 10.1017/aog.2021.1 Shilin Peng , Xiao Jiang , Yongzhen Tang , Chong Li , Xiaodong Li , Shengmiao Huang , Tianxin Zhu , Jianguang Shi , Youhong Sun , Pavel Talalay , Xiaopeng Fan , Nan Zhang , Bing Li , Da Gong , Haibin Yu
Subglacial lake exploration is of great interest to the science community. RECoverable Autonomous Sonde (RECAS) provides an exploration tool to measure and sample subglacial lake environments while the subglacial lake remains isolated from the glacier surface and atmosphere. This paper presents an electronic control system design of 200 m prototype of RECAS. The proposed electronic control system consists of a surface system, a downhole control system, and a power transfer and communication system. The downhole control system is the core element of RECAS, and is responsible for sonde status monitoring, sonde motion control, subglacial water sampling and in situ analysis. A custom RS485 temperature sensor was developed to cater for the limited size and depth requirements of the system. We adopted a humidity-based measurement to monitor for a housing leak. This condition is because standard leak detection monitoring of water conductivity may be inapplicable to pure ice in Antarctica. A water sampler control board was designed to control the samplers and monitor the on/off state. A high-definition camera system with built-in storage and self-heating ability was designed to perform the video recording in the subglacial lake. The proposed electronic control system is proven effective after a series of tests.
中文翻译:
用于冰下湖泊探测的可恢复自主探测仪:电子控制系统设计
科学界对冰下湖泊的探索非常感兴趣。RECoverable Autonomous Sonde (RECAS) 提供了一种探索工具来测量和采样冰下湖环境,而冰下湖仍然与冰川表面和大气隔离。本文介绍了 RECAS 200 m 样机的电控系统设计。所提出的电子控制系统由地面系统、井下控制系统以及电力传输和通信系统组成。井下控制系统是 RECAS 的核心要素,负责探空仪状态监测、探空仪运动控制、冰下水取样和原位分析。开发了一种定制的 RS485 温度传感器,以满足系统有限的尺寸和深度要求。我们采用基于湿度的测量来监测外壳泄漏。这种情况是因为水电导率的标准泄漏检测监测可能不适用于南极洲的纯冰。设计了一个水采样器控制板来控制采样器并监控开/关状态。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。
更新日期:2021-03-18
中文翻译:
用于冰下湖泊探测的可恢复自主探测仪:电子控制系统设计
科学界对冰下湖泊的探索非常感兴趣。RECoverable Autonomous Sonde (RECAS) 提供了一种探索工具来测量和采样冰下湖环境,而冰下湖仍然与冰川表面和大气隔离。本文介绍了 RECAS 200 m 样机的电控系统设计。所提出的电子控制系统由地面系统、井下控制系统以及电力传输和通信系统组成。井下控制系统是 RECAS 的核心要素,负责探空仪状态监测、探空仪运动控制、冰下水取样和原位分析。开发了一种定制的 RS485 温度传感器,以满足系统有限的尺寸和深度要求。我们采用基于湿度的测量来监测外壳泄漏。这种情况是因为水电导率的标准泄漏检测监测可能不适用于南极洲的纯冰。设计了一个水采样器控制板来控制采样器并监控开/关状态。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。设计了一个具有内置存储和自加热能力的高清摄像系统,用于在冰下湖中进行视频录制。所提出的电子控制系统经过一系列测试证明是有效的。