一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，包括氣囊、基座、限壓機(jī)構(gòu)，限壓機(jī)構(gòu)通過(guò)基座安裝在氣囊上；基座包括氣囊安裝座和排壓空腔，氣囊固定在氣囊安裝座的上端；限壓機(jī)構(gòu)安裝在排壓空腔內(nèi)，限壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在排壓空腔內(nèi)壁的環(huán)形凸起A和環(huán)形凸起B(yǎng)，環(huán)形凸起B(yǎng)上通過(guò)舒張彈簧彈性連接有一個(gè)密封板，密封板在舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)下頂壓在環(huán)形凸起A上，環(huán)形凸起A與氣囊安裝座之間設(shè)置有一個(gè)膨脹腔室，膨脹腔室通過(guò)連接管道與氣囊內(nèi)部連通，舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)方向朝向氣囊；在環(huán)形凸起B(yǎng)背向環(huán)形凸起A的一側(cè)面環(huán)形陣列設(shè)置有若干排氣孔。
【專利說(shuō)明】一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，屬于氣象設(shè)備領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]高空氣象探測(cè)是通過(guò)探空氣球攜帶的探空儀進(jìn)行高空氣象數(shù)據(jù)采集，探空氣球通過(guò)采用氫氣或者氦氣作為填充氣體；
中國(guó)除香港一個(gè)氣象臺(tái)站外(進(jìn)口芬蘭vaisala公司AUT0S0NDE系統(tǒng))，所有的高空氣象探測(cè)側(cè)臺(tái)站，探空氣球的充氣，均為手工操作。世界上也只有歐美等少數(shù)幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家配備了無(wú)人高空氣象探測(cè)站。到目前為止，能研制出大氣探測(cè)自動(dòng)充、放氣球裝置的國(guó)家只有芬蘭。要實(shí)現(xiàn)無(wú)人高空氣象探測(cè)，首先要解決的不僅是探空氣球自動(dòng)充氣，同時(shí)還有探空氣球的自動(dòng)恒壓排氣；
探空氣球是人類研究平流層的重要工具，在氣象學(xué)發(fā)展和天氣預(yù)報(bào)工作中起到了重要作用；探空氣球一般攜帶各類無(wú)線電探空儀或其他電子設(shè)備升空，在做到探空氣球自動(dòng)充氣的同時(shí)，也要做到探空氣球的自動(dòng)排氣限高和限速；
因?yàn)樵诖髿猸h(huán)境中，特別是高空，其氣壓大小和氣流是及其不穩(wěn)定的，探空氣球內(nèi)的氣體壓力也比較高，加上探空氣球本身充氣后，氣囊壁面會(huì)比較薄，如果氣球在一直上升過(guò)程中，不對(duì)氣球內(nèi)氣壓進(jìn)行調(diào)整的話，很容易因?yàn)闅鈮鹤兓^(guò)大而發(fā)生破裂，導(dǎo)致探空儀等貴重電子設(shè)備的損壞，甚至?xí)l(fā)生無(wú)法回收的情況，同時(shí)探空氣球在釋放到空中后，如果通過(guò)調(diào)整氣壓對(duì)探空氣球的浮力進(jìn)行調(diào)整，會(huì)發(fā)生探空氣球一直上升的情況，如果不加以控制，很難保證氣球位于最佳的觀測(cè)高度，同時(shí)如果氣球一直上升，最后不僅會(huì)導(dǎo)致探空氣球的破裂，同時(shí)因?yàn)楦呖諝饬魉俣容^快，也很容易發(fā)生探空氣球的丟失；
為了防止上述情況的發(fā)生，一般會(huì)在探空氣球內(nèi)安裝一個(gè)與電子高度計(jì)聯(lián)動(dòng)的泄壓閥，對(duì)氣球的壓力進(jìn)行控制；
ZL201220732719.0中提到了一種可回收的探空氣球，其回收防止主要是通過(guò)細(xì)繩控制其活動(dòng)范圍，雖然通過(guò)細(xì)繩可以良好的限制探空氣球的高度，但也極大的限制了探空氣球的活動(dòng)空間，而且細(xì)繩本身比較容易發(fā)生斷裂或者纏繞，很容易發(fā)生探空氣球以及相關(guān)電子設(shè)備的丟失；
ZL200920044465.1中提出了一套探空氣球自動(dòng)回收、自動(dòng)充氣、自動(dòng)放空的裝置，雖然其相比于先前專利文獻(xiàn)中的探空氣球取消了細(xì)繩這個(gè)部件，放大了探空氣球的活動(dòng)空間，同時(shí)通過(guò)一些氣球的氣壓和導(dǎo)向驅(qū)動(dòng)設(shè)備和傳感器的配合提高了對(duì)探空氣球的控制能力，但是電子設(shè)備本身質(zhì)量比較大，會(huì)給探空氣球的負(fù)載能力帶來(lái)一定的考驗(yàn)，同時(shí)高空的氣溫比較低，很難保證這些傳感器能否正常工作，一旦傳感器發(fā)生失靈，還是會(huì)導(dǎo)致探空氣球的失控、丟失或丟失，給觀測(cè)站帶來(lái)一定的維護(hù)負(fù)擔(dān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)中缺少結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的探空氣球氣壓控制機(jī)構(gòu)的技術(shù)問(wèn)題，提供一種采用簡(jiǎn)單機(jī)械結(jié)構(gòu)控制探空氣球氣壓值的新型探空氣球。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:
一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，包括氣囊、基座、限壓機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述限壓機(jī)構(gòu)通過(guò)基座安裝在氣囊上；
所述基座包括氣囊安裝座和設(shè)置在氣囊下面的排壓空腔，所述氣囊固定在氣囊安裝座的上端；
所述限壓機(jī)構(gòu)安裝在排壓空腔內(nèi)，所述限壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在排壓空腔內(nèi)壁的環(huán)形凸起A和環(huán)形凸起B(yǎng)，所述環(huán)形凸起B(yǎng)上通過(guò)舒張彈簧彈性連接有一個(gè)密封板，所述密封板在舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)下頂壓在環(huán)形凸起A上，所述環(huán)形凸起A與氣囊安裝座之間設(shè)置有一個(gè)膨脹腔室，所述膨脹腔室通過(guò)連接管道與氣囊內(nèi)部連通，所述舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)方向朝向氣囊；在環(huán)形凸起B(yǎng)背向環(huán)形凸起A的一側(cè)面環(huán)形陣列設(shè)置有若干排氣孔。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述氣囊和排壓空腔均為半球形，所述氣囊的圓形底面貼合在氣囊安裝座上，所述泄壓外殼的封閉端位于排壓空腔的圓形底面上。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述氣囊安裝座與排壓空腔的頂部壁面為一體結(jié)構(gòu)，所述連接管道包括若干加工在氣囊安裝座上的連接孔。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述密封板采用彈性金屬板制成，在密封板的外部包裹有橡膠。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步創(chuàng)新，所述排壓空腔的球形底部設(shè)置有一個(gè)重塊，所述重塊包括一個(gè)與排壓空腔底部貼合的球面和一個(gè)位于排空孔陣列下端的圓形面。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:
1、本發(fā)明通過(guò)一個(gè)氣體接觸面更大的密封板作為主要密封和泄壓部件，啟示驅(qū)動(dòng)力更小，而且靈敏度更高。
[0010]2、本發(fā)明通過(guò)探空氣球的自動(dòng)排壓來(lái)動(dòng)態(tài)的減少探空氣球的上升力，提高探空氣球和相關(guān)外掛電子設(shè)備的安全性。
[0011]3、本發(fā)明的排氣方向朝向氣囊的四周，可以在排氣的同時(shí)，對(duì)探空氣球進(jìn)行帶來(lái)一定的穩(wěn)定性。
[0012]4、本發(fā)明的氣囊和排壓空腔均為半球形，使得整體結(jié)構(gòu)為球形，不僅使得整體更加美觀，同時(shí)球形體也可以降低風(fēng)阻，提高穩(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0014]圖1是本發(fā)明的剖面示意圖。
[0015]圖中包括:氣囊1、排壓空腔2、密封板3、環(huán)形凸起A4、環(huán)形凸起B(yǎng)5、排氣孔6、重塊7、舒張彈簧8、連接孔9。

【具體實(shí)施方式】
[0016]現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說(shuō)明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明為一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，包括氣囊1、基座、限壓機(jī)構(gòu)，所述限壓機(jī)構(gòu)通過(guò)基座安裝在氣囊I上；
所述基座包括氣囊安裝座和設(shè)置在氣囊下面的排壓空腔2，所述氣囊I固定在氣囊安裝座的上端；
所述限壓機(jī)構(gòu)安裝在排壓空腔2內(nèi)，所述限壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在排壓空腔2內(nèi)壁的環(huán)形凸起A4和環(huán)形凸起B(yǎng)5，所述環(huán)形凸起B(yǎng)5上通過(guò)舒張彈簧8彈性連接有一個(gè)密封板3，所述密封板3在舒張彈簧8的驅(qū)動(dòng)下頂壓在環(huán)形凸起A4上，所述環(huán)形凸起A4與氣囊安裝座之間設(shè)置有一個(gè)膨脹腔室，所述膨脹腔室通過(guò)連接管道與氣囊I內(nèi)部連通，所述舒張彈簧8的驅(qū)動(dòng)方向朝向氣囊I ;
在環(huán)形凸起B(yǎng)5背向環(huán)形凸起A4的一側(cè)面環(huán)形陣列設(shè)置有若干排氣孔6 ;
所述氣囊I和排壓空腔2均為半球形，所述氣囊I的圓形底面貼合在氣囊安裝座上，所述泄壓外殼的封閉端位于排壓空腔2的圓形底面上；
所述氣囊安裝座與排壓空腔2的頂部壁面為一體結(jié)構(gòu)，所述連接管道包括若干加工在氣囊安裝座上的連接孔9 ;
所述密封板3采用彈性金屬板制成，在密封板3的外部包裹有橡膠；
所述排壓空腔2的球形底部設(shè)置有一個(gè)重塊7，所述重塊7包括一個(gè)與排壓空腔2底部貼合的球面和一個(gè)位于排空孔陣列下端的圓形面；
當(dāng)探空氣球以較快的速度上升時(shí)，在向上的加速度和氣囊氣體膨脹力的共同作用下，密封板3克服舒張彈簧8的彈性力朝向環(huán)形凸起A4發(fā)生運(yùn)動(dòng)，此時(shí)氣囊內(nèi)的氣體經(jīng)過(guò)環(huán)形凸起A4與密封板3之間的間隙排出，排出后的氣體經(jīng)過(guò)排氣孔6逐漸朝向外部環(huán)形排出，從而減少探空氣球內(nèi)空氣與外界空氣的比重，減慢上升速度，同時(shí)也減少氣囊膨脹的程度，防止氣囊破裂；
本發(fā)明的重塊7因?yàn)槠渥陨淼闹亓T性可以降低探空氣球上升時(shí)擺動(dòng)的幅度和頻率，從而防止設(shè)備因?yàn)檫^(guò)大的抖動(dòng)影響實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，同時(shí)也可以防止探空氣球過(guò)大的偏離升空路線，導(dǎo)致丟失，同時(shí)本發(fā)明中的重塊7可以替換為電池，通過(guò)電池不僅可以為相關(guān)氣象監(jiān)測(cè)設(shè)備提供電力，同時(shí)電池本身也比較重，可以起到與重塊相似的穩(wěn)定作用。
[0018]本產(chǎn)品的有益效果是:
1、本產(chǎn)品通過(guò)一個(gè)氣體接觸面更大的密封板作為主要密封和泄壓部件，啟示驅(qū)動(dòng)力更小，而且靈敏度更高。
[0019]2、本產(chǎn)品通過(guò)探空氣球的自動(dòng)排壓來(lái)動(dòng)態(tài)的減少探空氣球的上升力，提高探空氣球和相關(guān)外掛電子設(shè)備的安全性。
[0020]3、本發(fā)明的排氣方向朝向氣囊的四周，可以在排氣的同時(shí)，對(duì)探空氣球進(jìn)行帶來(lái)一定的穩(wěn)定性。
[0021]4、本產(chǎn)品的氣囊和排壓空腔均為半球形，使得整體結(jié)構(gòu)為球形，不僅使得整體更加美觀，同時(shí)球形體也可以降低風(fēng)阻，提高穩(wěn)定性。
[0022]以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù)性范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，其特征是:包括氣囊、基座、限壓機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，所述限壓機(jī)構(gòu)通過(guò)基座安裝在氣囊上； 所述基座包括氣囊安裝座和設(shè)置在氣囊下面的排壓空腔，所述氣囊固定在氣囊安裝座的上端； 所述限壓機(jī)構(gòu)安裝在排壓空腔內(nèi)，所述限壓機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在排壓空腔內(nèi)壁的環(huán)形凸起A和環(huán)形凸起B(yǎng)，所述環(huán)形凸起B(yǎng)上通過(guò)舒張彈簧彈性連接有一個(gè)密封板，所述密封板在舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)下頂壓在環(huán)形凸起A上，所述環(huán)形凸起A與氣囊安裝座之間設(shè)置有一個(gè)膨脹腔室，所述膨脹腔室通過(guò)連接管道與氣囊內(nèi)部連通，所述舒張彈簧的驅(qū)動(dòng)方向朝向氣囊； 在環(huán)形凸起B(yǎng)背向環(huán)形凸起A的一側(cè)面環(huán)形陣列設(shè)置有若干排氣孔。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，其特征是:所述氣囊和排壓空腔均為半球形，所述氣囊的圓形底面貼合在氣囊安裝座上，所述泄壓外殼的封閉端位于排壓空腔的圓形底面上。
3.如權(quán)利要求2所述的一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，其特征是:所述氣囊安裝座與排壓空腔的頂部壁面為一體結(jié)構(gòu)，所述連接管道包括若干加工在氣囊安裝座上的連接孔。
4.如權(quán)利要求3所述的一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，其特征是:所述密封板采用彈性金屬板制成，在密封板的外部包裹有橡膠。
5.如權(quán)利要求5所述的一種高靈敏度的自平衡氣壓探空氣球，其特征是:所述排壓空腔的球形底部設(shè)置有一個(gè)重塊，所述重塊包括一個(gè)與排壓空腔底部貼合的球面和一個(gè)位于排空孔陣列下端的圓形面。
【文檔編號(hào)】G01W1/08GK104375207SQ201410644616
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】禹勝林 申請(qǐng)人:無(wú)錫信大氣象傳感網(wǎng)科技有限公司