УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ АЭРОЛОГИЧЕСКОГО РАДИОЗОНДА

Полезна модель относится к радиотехнике и может быть использована для нормального функционирования элементов гальванического питания (электрических батарей) в условиях максимально пониженной температуры до минус 80°С, а следовательно и для нормальной работы электронных устройств аэрологического радиозонда (АРЗ) за время его полета (до 2-х и более часов).
Широко известен способ защиты электрических батарей от пониженной температуры, например, укрытие в термочехол, но это полумера, т.к. время защиты весьма ограниченно, особенно, если до пуска АРЗ, последний находился в открытой местности в условиях Арктики или Антарктики.
Также применяются меры герметизации, но это также не решает все проблемы, к тому же довольно дорого, т.к. АРЗ - это одноразовый прибор, а в год их запускается только в России до 500000 шт. Также следует заметить, что хорошая герметизация, как бы хороша она не была, имеет ограниченный ресурс из-за различных утечек, т.е. с течением времени она ослабевает.
Естественно, встает вопрос подогрева электробатарей от внешнего источника с последующим отключением непосредственно перед пуском АРЗ, но это сложно конструктивно и во время полета АРЗ батареи все равно быстро охлаждаются, особенно при зимних пусках и время действия баратеей явно недостаточно на время полета АРЗ.
Прототипом является АРЗ типа МРЗ-3А, см. А.А.Иванов и др. «Наставление гидрометеорологическим станциям и постам», выпуск 4. «Аэрологические наблюдения на станциях», изд. Гидрометеоиздат, С-Петербург, 2003 г., стр.93-94.
Недостатком этого АРЗ является полная незащищенность гальванических батарей от пониженной температуры, что иногда не хватает их электрической емкости на все время полета АРЗ.
Технической задачей полезной модели является повышение срока службы батарей на все время полета АРЗ в условиях дестабилизирующих факторов резко пониженной температуры до минус 80°С (Антарктида).
С этой целью предлагается Устройство защиты источника питания АРЗ, в виде блока гальванических элементов, состоящее из термостата, в корпус которого образован из двух деталей крышки, выполненных из пенополистирола; вокруг блока гальванических элементов намотана обмотка из тонкого провода, соединенная с выходными шинами гальванических элементов, при этом соединения выходных шин гальванических элементов с шинами питания электронной части АРЗ выполнены навесными проводами через соединитель.
На фиг. показана конструкция встроенного источника питания, на которой изображено: 1 - блок гальванических элементов, 2 и 3 - детали крышки из пенополистирола, 4 - провод с соединителем, обмотка из тонкого провода условно не показана.
Гальванические элементы питания в АРЗ применяются, в основном, типа "Крона" или "Корунд" с напряжением питания 9 В. Число элементов варьируется от типа АРЗ и обычно составляет 2-3 шт. Обмотка для нагрева наматывается проводом ⌀ 0,06 мм с омическим сопротивлением порядка 0,4-0,5 кОм, при этом мощность, отбираемая от элементов питания, составляет не более 0,5 Вт, что вполне достаточно для обогрева, а остальная мощность обеспечивает нормальную работу электроники АРЗ в течение
не менее 2 часов при самых низких температурах. Совмещение конструкции крышек для корпуса термостата позволило удешевить стоимость АРЗ при безусловном выполнении прочностных характеристик.
На международном рынке АРЗ резко обостряется конкуренция, в том числе со стороны Украины, Китая, ФРГ и других стран, а предлагаемое техническое решение позволило с одной стороны снизить себестоимость АРЗ, а с другой - повысить безусловное выполнение технических задач, предъявляемых к АРЗ, т.е. снятие метеовеличин и передача их на метео-РЛС по каналу телеметрии.
Современный уровень электроники выпускает ЭРЭ и ИМС до минус 80°С и ниже, а вот с гальваническими элементами проблема, ниже минус 45°С они не работают или очень быстро разряжаются, что в принципе одно и тоже. Конечно, работы по созданию перспективных гальванических источников питания, работающих до требуемых низких температур, ведутся, но пока данные источники имеют большие габаритно-массовые характеристики и очень дорогие и в ближайшее время решения этой задачи ждать не приходится.