專利名稱：大氣湍流和氣象探空儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)量高空大氣湍流和氣象的裝置，尤其是大氣湍流和氣象探空儀。
背景技術(shù)：
目前，人們?yōu)榱藢?duì)大氣中的溫度、濕度和氣壓等氣象參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，常使用59型電碼式探空儀。它由信號(hào)變換部件分別聯(lián)接傳感部件、發(fā)射機(jī)和電源構(gòu)成，其中的傳感部件采用雙金屬片測(cè)溫、腸衣測(cè)濕、氣壓空盒測(cè)壓；測(cè)量時(shí)，信號(hào)變換部件將傳感部件輸出的位移量變換成莫爾斯電碼，然后由該電碼調(diào)制400MHz的無(wú)線電發(fā)射機(jī)將溫濕壓信號(hào)發(fā)送給地面接收。但是，這種電碼式探空儀存在著諸多的不足之處，首先，傳感部件均為位移量傳感器，它們的精度低、反應(yīng)慢，其中的測(cè)溫精度僅0.5℃、滯后時(shí)間為4秒，測(cè)相對(duì)濕度的精度為5％、滯后時(shí)間在10秒以上，這就極易造成對(duì)低層大氣存在的溫濕變化較大的突變層的漏測(cè)，而突變層的測(cè)量對(duì)于研究大氣對(duì)光電測(cè)量影響的紅外修正和低仰角折射修正都有重要的意義；其次，高分辨率天文觀測(cè)以及自適應(yīng)光學(xué)均需了解整層大氣湍流即折射率結(jié)構(gòu)常數(shù)Cn2的特征，而現(xiàn)有的傳感器不能進(jìn)行大氣湍流的測(cè)量；再次，采用將位移量變換成莫爾斯電碼后再經(jīng)發(fā)射機(jī)傳送信號(hào)的信號(hào)變換部件，除了只得選用位移量傳感器外，自身也有變換的誤差大、響應(yīng)慢、效率低的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處而提供一種大氣湍流和氣象探空儀。
所采用的技術(shù)方案包括依次聯(lián)接的傳感部件、信號(hào)變換部件和發(fā)射機(jī)以及電源，特別是所說(shuō)的傳感部件由溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、基準(zhǔn)傳感器和湍流傳感器組成，用于將待測(cè)的物理量變換成電信號(hào)，其中，溫度傳感器為鉑電阻、濕度傳感器為外裹濕纖維的鉑電阻、氣壓傳感器為氣壓空盒的指針與線繞電阻的滑動(dòng)觸點(diǎn)相連接、基準(zhǔn)傳感器為精密電阻、湍流傳感器為兩只相距0.5至2米的溫度脈動(dòng)探測(cè)器探頭；所說(shuō)的信號(hào)變換部件由多路開(kāi)關(guān)件和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件輸出的電信號(hào)變換成音頻信號(hào)后送往發(fā)射機(jī)，其中，多路開(kāi)關(guān)件由U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發(fā)生器4518和U5模擬多路開(kāi)關(guān)4051構(gòu)成，用于將各傳感器輸出的電信號(hào)分時(shí)選送U6頻率變換器LM331，U1的腳13接溫度傳感器、腳14接濕度傳感器、腳12接氣壓傳感器、腳15接基準(zhǔn)傳感器、腳10經(jīng)U2接U4的腳1、腳11接U4的腳Q1、腳6經(jīng)U3接U4的腳Q4、腳3接U5的腳13，U5的腳14接湍流傳感器、腳11接U4的腳Q4、腳10、腳9和腳6接地、腳3接U6，U6頻率變換器LM331用于將多路開(kāi)關(guān)件送來(lái)的電壓信號(hào)變換成音頻信號(hào)后送往發(fā)射機(jī)，U6的腳7接U5的腳3、腳3接發(fā)射機(jī)的輸入端；所說(shuō)的電源與傳感部件、信號(hào)變換部件、發(fā)射機(jī)電連接。
作為技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的溫度脈動(dòng)探測(cè)器探頭為長(zhǎng)度為10至15毫米、直徑為8至13微米的鎢絲；所述的濕度傳感器中的纖維為棉纖維，所說(shuō)的棉纖維與自動(dòng)加水管相接通。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是，其一，選用輸出電信號(hào)的溫濕壓傳感器和精密電阻作為基準(zhǔn)傳感器，提高了測(cè)溫測(cè)濕的精度，減小了滯后的誤差，獲得的20公里以下的測(cè)溫精度小于0.2℃、反應(yīng)時(shí)間小于1秒，測(cè)濕精度小于2％(相對(duì)濕度)、反應(yīng)時(shí)間小于2秒；其二，能對(duì)大氣湍流進(jìn)行有效地測(cè)量，可測(cè)得2×10-18m-2/3的弱湍流；其三，采用由多路開(kāi)關(guān)件和U6頻率變換器LM331組成的信號(hào)變換部件，使信號(hào)變換的精度、效率均得以提高，且快速有序。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選方式作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。


圖1是本實(shí)用新型的一種實(shí)施例電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，傳感部件1中的溫度傳感器11、濕度傳感器12、氣壓傳感器13、基準(zhǔn)傳感器14分別接信號(hào)變換部件2中的多路開(kāi)關(guān)件21的U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051的腳13、腳14、腳12和腳15，湍流傳感器15接多路開(kāi)關(guān)件21的U5模擬多路開(kāi)關(guān)4051的腳14。多路開(kāi)關(guān)件21的U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051的腳10經(jīng)U2晶體震蕩器32.768KHz后接U4脈沖發(fā)生器4518的腳1，腳11接U4的腳Q1，腳6經(jīng)U3反向器4069后接U4的腳Q4，腳3接U5的腳13；U5的腳11接U4的腳Q4，腳10、腳9和腳6接地，腳3接U6頻率變換器LM331的腳7。U6的腳3接400MHz的無(wú)線電發(fā)射機(jī)3的輸入端。電源4分接傳感部件1中的各傳感器、信號(hào)變換部件2中的各相應(yīng)元器件和發(fā)射機(jī)3。圖1中的溫度傳感器11為鉑電阻，濕度傳感器12為外裹濕纖維的鉑電阻，氣壓傳感器13為氣壓空盒的指針與線繞電阻的滑動(dòng)觸點(diǎn)相連接構(gòu)成，基準(zhǔn)傳感器14為精密電阻，湍流傳感器15為兩只相距1米的溫度脈動(dòng)探測(cè)器探頭，每只探頭由長(zhǎng)度為13毫米、直徑為10微米的鎢絲構(gòu)成。
使用時(shí)，由U4脈沖發(fā)生器4518產(chǎn)生的腳Q4的脈沖信號(hào)經(jīng)U3反向器4069送U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051的腳6，使U4的腳1和腳Q1組成的選通信號(hào)在送往U1的腳10、腳11后，U1于2秒的周期內(nèi)以0.5秒為時(shí)段分別選通溫度傳感器11、濕度傳感器12、氣壓傳感器13、基準(zhǔn)傳感器14的通道，以便將上述各個(gè)傳感器的電信號(hào)分時(shí)經(jīng)U5送往U6；U4的腳Q4的脈沖信號(hào)也同時(shí)送U5模擬多路開(kāi)關(guān)4051的腳11，使U5以10秒為時(shí)段分別選通U1和湍流傳感器15的通道，將上述兩通道的電信號(hào)分時(shí)送往U6。U6頻率變換器LM331將送來(lái)的0至3伏電信號(hào)變換為100至3000Hz的音頻信號(hào)，再輸出去調(diào)制發(fā)射機(jī)3。400MHz的無(wú)線電發(fā)射機(jī)3將載有溫度、濕度、氣壓和大氣湍流信息的無(wú)線電波發(fā)射后由地面接收。
權(quán)利要求1.一種大氣湍流和氣象探空儀，包括依次聯(lián)接的傳感部件(1)、信號(hào)變換部件(2)和發(fā)射機(jī)(3)以及電源(4)，其特征在于1.1、所說(shuō)的傳感部件(1)由溫度傳感器(11)、濕度傳感器(12)、氣壓傳感器(13)、基準(zhǔn)傳感器(14)和湍流傳感器(15)組成，用于將待測(cè)的物理量變換成電信號(hào)，其中，溫度傳感器(11)為鉑電阻、濕度傳感器(12)為外裹濕纖維的鉑電阻、氣壓傳感器(13)為氣壓空盒的指針與線繞電阻的滑動(dòng)觸點(diǎn)相連接、基準(zhǔn)傳感器(14)為精密電阻、湍流傳感器(15)為兩只相距0.5至2米的溫度脈動(dòng)探測(cè)器探頭；1.2、所說(shuō)的信號(hào)變換部件(2)由多路開(kāi)關(guān)件(21)和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件(1)輸出的電信號(hào)變換成音頻信號(hào)后送往發(fā)射機(jī)(3)，其中，多路開(kāi)關(guān)件(21)由U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發(fā)生器4518和U5模擬多路開(kāi)關(guān)4051構(gòu)成，用于將各傳感器輸出的電信號(hào)分時(shí)選送U6頻率變換器LM331，U1的腳13接溫度傳感器(11)、腳14接濕度傳感器(12)、腳12接氣壓傳感器(13)、腳15接基準(zhǔn)傳感器(14)、腳10經(jīng)U2接U4的腳1、腳11接U4的腳Q1、腳6經(jīng)U3接U4的腳Q4、腳3接U5的腳13，U5的腳14接湍流傳感器(15)、腳11接U4的腳Q4、腳10、腳9和腳6接地、腳3接U6，U6頻率變換器LM331用于將多路開(kāi)關(guān)件(21)送來(lái)的電壓信號(hào)變換成音頻信號(hào)后送往發(fā)射機(jī)(3)，U6的腳7接U5的腳3、腳3接發(fā)射機(jī)(3)的輸入端；1.3、所說(shuō)的電源(4)與傳感部件(1)、信號(hào)變換部件(2)、發(fā)射機(jī)(3)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探空儀，其特征是溫度脈動(dòng)探測(cè)器探頭為長(zhǎng)度為10至15毫米、直徑為8至13微米的鎢絲。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的探空儀，其特征是濕度傳感器(12)中的纖維為棉纖維，所說(shuō)的棉纖維與自動(dòng)加水管相接通。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種大氣湍流和氣象探空儀。它包括依次聯(lián)接的傳感部件(1)、信號(hào)變換部件(2)和發(fā)射機(jī)(3)以及電源(4)，特別是傳感部件(1)由溫度傳感器(11)、濕度傳感器(12)、氣壓傳感器(13)、基準(zhǔn)傳感器(14)和湍流傳感器(15)組成，用于將待測(cè)的物理量變換成電信號(hào)；信號(hào)變換部件(2)由U1模擬多路開(kāi)關(guān)4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發(fā)生器4518和U5模擬多路開(kāi)關(guān)4051構(gòu)成的多路開(kāi)關(guān)件(21)和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件(1)的電信號(hào)變換成音頻信號(hào)送往發(fā)射機(jī)(3)；電源(4)與傳感部件(1)、信號(hào)變換部件(2)、發(fā)射機(jī)(3)電連接。它測(cè)溫測(cè)濕的精度高、反應(yīng)快，并能對(duì)大氣湍流進(jìn)行有效地測(cè)量。
文檔編號(hào)G01W1/00GK2556654SQ0226257
公開(kāi)日2003年6月18日 申請(qǐng)日期2002年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月18日
發(fā)明者吳曉慶, 曾宗泳, 馬成勝, 袁仁民 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所