[发明专利]全自动探空装备

说明书

技术领域

全自动探空装备发明专利，属于高空气象自动观测系统领域。可广泛应用于高空气象探测。

背景技术

高空气象探测是通过探空气球携带的探空仪进行高空气象数据采集。高空气象站的气象探测(特别是周末和晚间加班时)所需人力成本较高，尤其在中国的青藏高原、沙漠、高山等气候敏感地区，高空气象探测站网的布局还存在空白，因此，高空气象探测自动化尤为重要和必要。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种全自动探空装备，具体技术方案包括：监控中心和远端的无人高空气象探测站，二者进行无线通信；无人高空气象探测站进行探空气球存储和施放，和探空数据接收/传输；监控中心接收处理无人高空气象探测站发回的高空气象探测数据，并监控无人高空气象站运行；

所述无人高空气象探测站包括设备方舱、控制计算机、数据处理计算机、大风放气球设备、网络设备和探空气球；所述控制计算机通过网络设备与监控中心进行无线通信；控制计算机控制大风放气球装备的动作；所述探空气球上连接有探空仪，数据处理计算机监测探空仪，并接收探空数据；控制计算机、大风放气球设备、网络设备和未充气探空气球装在设备方舱内；未充气探空气球由大风放气球设备充气施放。

所述大风放气球装备包括多球自动顺序充气装置，该装置包括圆盘及其驱动装置；在圆盘的圆周上分布有多个探空气球；探空气球可沿圆盘径向运动；在存储状态下，未充气探空气球在圆盘的盘面上；在预备施放状态下，未充气探空气球被送至圆盘的圆周位置，且未充气探空气球随圆盘转至施放位置进行充气和捆扎。

所述设备方舱内分隔为工作室和放球室；大风放气球设备、气球及探空仪在放球室内；所述控制计算机、数据处理计算机和网络设备在工作室内；

所述大风放气球设备包括探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置；探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置都设在探空气球的施放位置，它们对预备施放状态下的未充气探空气球进行充气和施放。

所述探空气球自动充气/捆扎装置和探空气球施放装置所在空间相对独立，构成施放筒；施放筒上设有活动顶盖，顶盖外表面设有双曲面型导风板；控制计算机控制气球容器顶盖旋转，使顶盖打开迎着顶风方向打开。

所述圆盘上，与各个未充气探空气球对应设有机械臂；所述机械臂连接未充气探空气球，带动未充气探空气球沿圆盘径向运动。

所述探空气球自动充气/捆扎装置连接有储气瓶；所述储气瓶有可切换的多组，各组储气瓶安放在密闭的氢气瓶房，氢气瓶房内设有气体泄漏安全措施。

所述无人高空气象探测站包括监控摄像头；监控摄像头的视频监控信息传给控制计算机，再由控制计算机把视频监控信息传给监控中心。

所述探空仪是GPS探空仪，监控中心通过GPS模块监测GPS探空仪位置。GPS探空仪上设计开关，控制计算机控制激活对应的GPS探空仪电池。

所述监控中心和无人高空气象探测站的无线通信方式包括微波通信、无线以太网通信或通用无线网络通信。

本技术方案的功能原理说明如下：

本全自动探空装备用于自动探测从地面至35km高空、200km范围内的大气温度、湿度、压力及风速和风向等大气参数。

全自动探空装备提供了全新的高空气象探测手段，真正实现了高空气象探测的智能化、无人化。在无人操作的情况下，通过预置时间或操作员在监控中心发出控制指令，即可控制远端无人高空气象站定时进行高空气象探测。

全自动探空装备由远端无人高空气象探测站和监控中心组成。无人高空气象探测站和监控中心之间是通过专用(无线网桥、光纤)或通用(GPRS、GMS/CDMA)的通信网络，进行远程管理及遥控探空仪施放。运行人员在远方监控中心就能对无人高空气象探测站进行直观实时的遥控和监视，与安保系统配合，对异常现象提供实时、清晰、可靠的图像信息，从而完成遥测实时数据的传输和图像监视，实现真正无人值守气象站的管理。专用网络通信距离可以大于30km，按用户需求可连接IP网络或卫星通信网络。

远端无人高空气象探测站由设备方舱、大风放气球装备、GPS探空接收系统、专用网络设备等组成，它承担着探空气球准备、施放及探空数据接收及传输的全部工作，全过程无人管理，由程序控制其智能化操作，实现高空气象探测的无人值守操作。

监控中心由三个服务器、一个电视墙及专用网络设备等组成，承担接收处理无人高空气象探测站发回的高空气象探测数据，监视远端无人高空气象站运行情况。