CN109425915A - 一种拟态云气象侦测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明一种适用于一种拟态云气象侦测装置，包括：可变形装置（1）、气压传感器（2）、温度传感器（3）、太阳能板（4）、蓄电池（5）、湿度传感器（6）、水汽探测器（7）、风速传感器（8）、涡轮风扇发动机（9）。通过太阳能板（4）和蓄电池（5）为整个装置供电，涡轮风扇发动机（9）作为动力系统，使本装置可以按照预定的路线轨迹在空中飞行，飞行的过程中，嵌在可变形装置（1）上的五大传感器开始工作，探测并收集空气中的气压，温度，湿度，水汽含量和风速的信息，然后把收集的信息通过气象卫星实时传送给气象工作站，气象工作站进行信息汇总和数据分析，进而得出最终结论。整个发明装置成本较低，侦测信息快速而准确。

Description

一种拟态云气象侦测装置
技术领域
本发明是涉及一种气象观测装置，具体地说是涉及一种为气象部门提供实时观测数据的一种拟态云气象侦测装置。
背景技术
天气预报与人们的生活息息相关，无论是工作,还是出门,都需要知道天气情况。气象越来越受人们的重视,尤其是对身边的空气质量,生活的环境,更加关心。气象事业与国家安全也有着不可分割的联系，气象监测、预警、预报及气候变化检测、预测、预估成为国家安全的重要保障。提高气象对国家公共安全、军事安全、生态安全、资源安全等各方面的服务水平，必须加强气象及相关灾害的监测，及时获得更加准确的气象资料。
气象观测，是研究测量和观察地球大气的物理和化学特性以及大气现象的方法和手段的一门学科。现有的气象观测方法是通过极轨气象卫星和静止气象卫星对大气、海洋、陆地进行观测，观测对象涉及大气、海洋、水文、冰雪、陆地、生态等多方面。但现有的气象观测站布局存在不足，导致观测效果没达到现代化要求的水平。本发明采用一种拟态云对气象进行侦测。拟态是指一种生物模拟另一种生物或模拟环境中的其它物体从而获得好处的现象，拟态云就是模仿天空中云的形态，运动规律。长期的观测和实践表明，云的产生和消散以及各类云之间的演变和转化，都是在一定的水汽条件和大气运动的条件下进行的，而水汽和大气运动对雨、雪、冰、雹等天气现象起着极为重要的作用。随着传感器技术的飞速发展，拟态云上配置了多种传感器用来侦测气象。气压观测采用电容式压力传感器，利用单晶硅薄膜片制成真空膜盒，通过膜盒上下膜片变形，造成电容极板位移而改变电容量，再通过测电容量的变化来测量气压。温度的观测采用铂电阻温度传感器，铂电阻的阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测物体的温度。湿度的观测采用湿敏电容湿度传感器，利用有机高分子膜做介质的一种小型电容器，在外界相对湿度发生变化时，作为感湿膜的高分子聚合物能吸附和释放水汽分子，其介电常数ε随之变化，促使湿敏电容量发生变化，将电容变化量转化为电压的变化量，测量输出的电压即可得到相对湿度。风向的观测采用风杯风速传感器：采用三杯式感应器，当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘转动，得到与风杯转速成正比的脉冲信号，由计数器计数换算后就能得出实际风速值。这些传感器的供电都采用太阳能供电，拟态云上装有太阳能面板，通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应或者光化学效应直接或间接转换成电能，为传感器供电。
发明内容
本发明目的是克服了现有技术中的不足，提供了一种介于地面和太空之间，位于大气边界层到对流层的一种拟态云气象侦测装置。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：
本发明气象侦测装置由可变形装置1、气压传感器2、温度传感器3、太阳能板4、蓄电池5、湿度传感器6、水汽探测器7、风速传感器8、涡轮风扇发动机9组成。
所述可变形装置1的外壳形状就像天边漂浮的云，由微小电子元件颗粒组成，形态变换很方便，而不同的颗粒可以组成不同的形态产生不同的作用。
所述气压传感器2嵌在可变形装置外壳表面，采用电容式压力传感器，利用单晶硅薄膜片制成真空膜盒，通过膜盒上下膜片变形，造成电容极板位移而改变电容量，再通过测电容量的变化来测量气压。
所述温度传感器3嵌在可变形装置外壳表面，采用铂电阻温度传感器，铂电阻的阻值随温度变化而变化，通过测量其电阻值推算出被测物体的温度。
所述太阳能板4装在可变形装置表面，能充分吸收太阳光，将光能转化为电能，为涡轮风扇发动机9提供电能，并把多余的电能储存在蓄电池5中。
所述湿度传感器6安装在太阳能板下方，采用湿敏电容湿度传感器，利用有机高分子膜做介质的一种小型电容器，可以将电容变化量转化为电压的变化量，测量输出的电压即可得到相对湿度。
所述水汽探测器7、风速传感器8均嵌在可变形装置表面，其中水汽探测器7中内置激光传感器，可以探测大气中的水蒸气含量；风速传感器8采用三杯式感应器，当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘转动，得到与风杯转速成正比的脉冲信号，由计数器计数换算后就能得出实际风速值。
所述涡轮风扇发动机9装配在拟态云中间，采用三转子结构，作为空气螺旋桨，可以将部分吸入的空气通过外涵道向后推，从而使拟态云在空中飞行。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明一种拟态云气象侦测装置是由颗粒组成的，形态变换更加方便，因此本发明的成本较低，同时可以全天候的气象观测探查，对气象侦测的准确性大大提高，侦测数据可以实时传输到气象部门。
附图说明
图1是本发明一种拟态云气象侦测装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
图1所示一种拟态云气象侦测装置，是具有云朵形状的气象观测装置，包括：可变形装置1、气压传感器2、温度传感器3、太阳能板4、蓄电池5、湿度传感器6、水汽探测器7、风速传感器8、涡轮风扇发动机9。这些探测器均由微小的元器件组成，因此质量很轻，由太阳能板4和蓄电池5为本装置供电，在涡轮风扇发动机9的启动下，本装置可以按照预定的路线轨迹在空中飞行，飞行的过程中，嵌在可变形装置1上的气压传感器2、温度传感器3、湿度传感器6、水汽探测器7、风速传感器8均开始工作，探测并收集空气中的气压，温度，湿度，水汽含量，风速的信息，然后把收集的信息通过气象卫星实时传送给气象工作站，由气象工作站的信息汇集器汇总，最后由气象部门根据汇总的数据进行分析，得出准确的结论。
本发明一种拟态云气象侦测装置，还可以辅助现代的气象卫星工作，使气象部门可以得出更为精确的气象预测结论；同时该气象侦测装置安装有回收装置，在出现故障时便于回收，安全而环保。
本发明中涉及的未说明部分与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种拟态云气象侦测装置，包括：可变形装置（1）、气压传感器（2）、温度传感器（3）、太阳能板（4）、蓄电池（5）、湿度传感器（6）、水汽探测器（7）、风速传感器（8）、涡轮风扇发动机（9），其特征是：所述可变形装置（1），所述风扇传感器（8），所述涡轮风扇发动机（9）。
2.根据权利要求1所述的一种拟态云气象侦测装置，其特征是：所述可变形装置（1）的外壳形状就像天边漂浮的云，由微小电子元件颗粒组成，其形态变换很方便，而不同的颗粒可以组成不同的形态产生不同的作用，其表面嵌入五大传感器和太阳能板（4），内置涡轮风扇发动机（9），整体质量很轻，可以按照预定轨迹在空中飞行，进行气象数据的实时侦测。
3.根据权利要求1所述的一种拟态云气象侦测装置，其特征是：所述风扇传感器（8）嵌在可变形装置（1）表面，与水汽探测器（7）相邻，采用三杯式感应器，当风杯转动时，带动同轴的多齿截光盘转动，得到与风杯转速成正比的脉冲信号，由计数器计数换算后就能得出实际风速值。
4.根据权利要求1所述的一种拟态云气象侦测装置，其特征是：所述涡轮风扇发动机（9）为特制发动机，装配在拟态云内部，采用三转子结构，作为空气螺旋桨，可以将部分吸入的空气通过外涵道向后推，从而使拟态云在空中飞行。
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