專利名稱：大氣湍流和氣象探空儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測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：
目前，人們為了對大氣中的溫度、濕度和氣壓等氣象參數進行測量，常使用59型電碼式探空儀。它由信號變換部件分別聯接傳感部件、發射機和電源構成，其中的傳感部件采用雙金屬片測溫、腸衣測濕、氣壓空盒測壓；測量時，信號變換部件將傳感部件輸出的位移量變換成莫爾斯電碼，然后由該電碼調制400MHz的無線電發射機將溫濕壓信號發送給地面接收。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、反應慢，其中的測溫精度僅0.5℃、滯后時間為4秒，測相對濕度的精度為5％、滯后時間在10秒以上，這就極易造成對低層大氣存在的溫濕變化較大的突變層的漏測，而突變層的測量對于研究大氣對光電測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，高分辨率天文觀測以及自適應光學均需了解整層大氣湍流即折射率結構常數Cn2的特征，而現有的傳感器不能進行大氣湍流的測量；再次，采用將位移量變換成莫爾斯電碼后再經發射機傳送信號的信號變換部件，除了只得選用位移量傳感器外，自身也有變換的誤差大、響應慢、效率低的缺陷。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處而提供一種大氣湍流和氣象探空儀。
所采用的技術方案包括依次聯接的傳感部件、信號變換部件和發射機以及電源，特別是所說的傳感部件由溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、基準傳感器和湍流傳感器組成，用于將待測的物理量變換成電信號，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觸點相連接、基準傳感器為精密電阻、湍流傳感器為兩只相距0.5至2米的溫度脈動探測器探頭；所說的信號變換部件由多路開關件和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件輸出的電信號變換成音頻信號后送往發射機，其中，多路開關件由U1模擬多路開關4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發生器4518和U5模擬多路開關4051構成，用于將各傳感器輸出的電信號分時選送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接基準傳感器、腳10經U2接U4的腳1、腳11接U4的腳Q1、腳6經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用于將多路開關件送來的電壓信號變換成音頻信號后送往發射機，U6的腳7接U5的腳3、腳3接發射機的輸入端；所說的電源與傳感部件、信號變換部件、發射機電連接。
作為技術方案的進一步改進，所述的溫度脈動探測器探頭為長度為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，所說的棉纖維與自動加水管相接通。
相對于現有技術的有益效果是，其一，選用輸出電信號的溫濕壓傳感器和精密電阻作為基準傳感器，提高了測溫測濕的精度，減小了滯后的誤差，獲得的20公里以下的測溫精度小于0.2℃、反應時間小于1秒，測濕精度小于2％(相對濕度)、反應時間小于2秒；其二，能對大氣湍流進行有效地測量，可測得2×10-18m-2/3的弱湍流；其三，采用由多路開關件和U6頻率變換器LM331組成的信號變換部件，使信號變換的精度、效率均得以提高，且快速有序。
以下結合附圖對本實用新型的優選方式作進一步詳細的描述。
圖1是本實用新型的一種實施例電路結構圖。
具體實施方式
參見圖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、基準傳感器14分別接信號變換部件2中的多路開關件21的U1模擬多路開關4051的腳13、腳14、腳12和腳15，湍流傳感器15接多路開關件21的U5模擬多路開關4051的腳14。多路開關件21的U1模擬多路開關4051的腳10經U2晶體震蕩器32.768KHz后接U4脈沖發生器4518的腳1，腳11接U4的腳Q1，腳6經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的無線電發射機3的輸入端。電源4分接傳感部件1中的各傳感器、信號變換部件2中的各相應元器件和發射機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觸點相連接構成，基準傳感器14為精密電阻，湍流傳感器15為兩只相距1米的溫度脈動探測器探頭，每只探頭由長度為13毫米、直徑為10微米的鎢絲構成。
使用時，由U4脈沖發生器4518產生的腳Q4的脈沖信號經U3反向器4069送U1模擬多路開關4051的腳6，使U4的腳1和腳Q1組成的選通信號在送往U1的腳10、腳11后，U1于2秒的周期內以0.5秒為時段分別選通溫度傳感器11、濕度傳感器12、氣壓傳感器13、基準傳感器14的通道，以便將上述各個傳感器的電信號分時經U5送往U6；U4的腳Q4的脈沖信號也同時送U5模擬多路開關4051的腳11，使U5以10秒為時段分別選通U1和湍流傳感器15的通道，將上述兩通道的電信號分時送往U6。U6頻率變換器LM331將送來的0至3伏電信號變換為100至3000Hz的音頻信號，再輸出去調制發射機3。400MHz的無線電發射機3將載有溫度、濕度、氣壓和大氣湍流信息的無線電波發射后由地面接收。
權利要求1.一種大氣湍流和氣象探空儀，包括依次聯接的傳感部件(1)、信號變換部件(2)和發射機(3)以及電源(4)，其特征在于1.1、所說的傳感部件(1)由溫度傳感器(11)、濕度傳感器(12)、氣壓傳感器(13)、基準傳感器(14)和湍流傳感器(15)組成，用于將待測的物理量變換成電信號，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觸點相連接、基準傳感器(14)為精密電阻、湍流傳感器(15)為兩只相距0.5至2米的溫度脈動探測器探頭；1.2、所說的信號變換部件(2)由多路開關件(21)和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件(1)輸出的電信號變換成音頻信號后送往發射機(3)，其中，多路開關件(21)由U1模擬多路開關4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發生器4518和U5模擬多路開關4051構成，用于將各傳感器輸出的電信號分時選送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接基準傳感器(14)、腳10經U2接U4的腳1、腳11接U4的腳Q1、腳6經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用于將多路開關件(21)送來的電壓信號變換成音頻信號后送往發射機(3)，U6的腳7接U5的腳3、腳3接發射機(3)的輸入端；1.3、所說的電源(4)與傳感部件(1)、信號變換部件(2)、發射機(3)電連接。
2.根據權利要求1所述的探空儀，其特征是溫度脈動探測器探頭為長度為10至15毫米、直徑為8至13微米的鎢絲。
3.根據權利要求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，所說的棉纖維與自動加水管相接通。
專利摘要本實用新型公開了一種大氣湍流和氣象探空儀。它包括依次聯接的傳感部件(1)、信號變換部件(2)和發射機(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)、基準傳感器(14)和湍流傳感器(15)組成，用于將待測的物理量變換成電信號；信號變換部件(2)由U1模擬多路開關4051、U2晶體震蕩器32.768KHz、U3反相器4069、U4脈沖發生器4518和U5模擬多路開關4051構成的多路開關件(21)和U6頻率變換器LM331組成，用于將傳感器部件(1)的電信號變換成音頻信號送往發射機(3)；電源(4)與傳感部件(1)、信號變換部件(2)、發射機(3)電連接。它測溫測濕的精度高、反應快，并能對大氣湍流進行有效地測量。
文檔編號G01W1/00GK2556654SQ0226257
公開日2003年6月18日 申請日期2002年6月18日 優先權日2002年6月18日
發明者吳曉慶, 曾宗泳, 馬成勝, 袁仁民 申請人:中國科學院安徽光學精密機械研究所