CN110954138A - 一种便携式气压高度计检测设备及其检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式气压高度计检测设备及其检测方法，包括带有无线通讯和卫星定位功能的便携式计算机、气压高度计、对比测量单元和环境创造单元；所述气压高度计、对比测量单元和环境创造单元通过线缆与便携式计算机连接；所述对比测量单元包括气压传感器和温度传感器；所述环境创造单元，包括遮阳盒、气泵和用于放置气压高度计的温箱；遮阳盒内有的气压传感器、温度传感器、导气管、气筒和保压阀，其中导气管将气泵、保压阀、气压传感器、气筒和温箱导通，形成气压通路。本发明通过环境创造单元可模拟实际使用环境，通过高精度的温度和气压传感器，与气压高度计所测结果进行对比并进行校准，确保了气压高度计使用的准确度进而保证了安全。

Description

一种便携式气压高度计检测设备及其检测方法
技术领域
本发明属于气压高度计领域，具体涉及一种便携式气压高度计检测设备及其检测方法。
背景技术
气压高度计在车辆、飞机、无人机等移动载体的导航定位上得到了广泛应用，至今依然是不可替代的高程测量手段。气压高度计存在稳定性差，受温度、气压扰动等多重因素影响。用户一般均需要定期或在使用前对气压高度计进行校准。气压高度计除在出厂时会进行检测和校准，用户自检和在线检测手段缺乏，仅能依靠外部提供的当地高度信息和当地海平面气压值对气压高度计初值进行校准，无法对气压高度计在气压和温度变化时的精度情况进行检测，在山区等复杂地理环境下进行校准也存在一定的困难。
目前气压高度计生产厂家检测气压高度计的设备一般采用高精度气压计和精密气压泵或真空箱、大型温箱等设备实现气压高度计的精密定压定温检测，检测设备组成复杂，体积与重量大，操作复杂，环境适应能力不强，特别是受温度环境影响大，无法满足户外应用需求。
此前，成都仁颐越立科技有限公司发明的《基于GPS定位和温度校准的气压高度计及校准方法》，提出采用GPS数据滤波和温度测量相结合的方法，对气压高度计进行校准。由于民用GPS高程精度低，数据离散度高，无法满足对高精度的气压高度计的校准需求。
南京航空航天大学发明的《惯导/气压高度计/GPS组合导航系统中气压高度计校正方法》，提出一种气压高度计数学模型，利用当地高度信息、当地海平面气压值信息和风速仪信息，结合GPS滤波信息的辅助，完成对气压高度计的输出信息进行校正，可以获得较高精度的高程信息。该方法仅对气压高度计的当前测量值进行修正，未实现气压高度计的校准，气压高度计测量值随高度气压变化的测量精度未能得到评估。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种便携式气压高度计检测设备，其能以轻便，便携的结构有效的对气压高度计进行检测，并能保证检测结果的精确性。
本发明一个要解决的技术问题是提过一种便携式气压高度计检测设备，用于检测气压高度计的状态。
对于本发明的便携式气压高度计检测设备，包括：便携式计算机、气压高度计、对比测量单元，所述气压高度计、对比测量单元与便携式计算机通过线缆连接；所述对比测量单元包括气压传感器和温度传感器；还包括环境创造单元；所述环境创造单元，包括遮阳盒、气泵和用于放置气压高度计的温箱；遮阳盒内设置有导气管、气筒和保压阀，其中导气管将气泵、保压阀、气压传感器、气筒和温箱导通，形成气压通路。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述便携式计算机包括定位功能、通讯功能，用于联网获得本地海拔高程和本地海平面气压值。
所述温箱内部设置有调温装置，温度调节范围在-20℃至2000℃。内部包括压缩机、电阻丝和电控单元，可以控制温箱内温度，满足气压高度计的实际使用环境温度范围。
本发明另一个要解决的技术问题是提供一种使用便携式气压高度计检测设备的检测方法，能快速和全面的检测气压高度计的性能和精准度。
对于本发明采用便携式气压高度计检测设备的检测方法，其快速检测方法步骤如下：
步骤a：环境创造单元的元件不工作，气压通路与外界大气相通；
步骤b：便携式计算机得出本地海平面气压值和本地海拔高程，便携式计算机将气压传感器和温度传感器测出的结果计算出当地海拔高程；
步骤c：以当地海拔高程为基准，本地海拔高程为辅助，与气压高度计的测量结果进行评估和校准；
其全面检测方法步骤如下：
步骤A：环境创造单元工作，将气压通路与外界大气进行隔离，调整温箱温度；
步骤B：温度和压强达到设定值，且气压通路稳定后，便携式计算机根据气压传感器和温度传感器的测量结构计算出海拔高程；
步骤C：多次重复步骤A和步骤B的操作，将计算出的海拔高程通过拟合函数求出最优解，将气压高度计的测量值与最优解对比，进行评估和校准。
有益效果：
本发明通过设计一种便携式气压高度计检测设备对气压高度计进行校核，保证了检测设备的结果精准和结构简单，其检测方法能够确保所测结果的精确度，两种不同的检测方法满足了气压高度计检测的条件，保证了气压高度计的使用安全。
附图说明
图1为本发明便携式气压高度计检测设备的结构示意图；
附图标记：1、气泵；2、保压阀；3、导气管；4、气压传感器；5、遮阳盒；6、气筒；7、温箱；8、便携式计算机；9、温度传感器；10、气压高度计。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中各实施例的技术方案可进行组合，实施例中的技术特征亦可进行组合形成新的技术方案。
如图1所示，本实施例的便携式气压高度计检测设备，包括：便携式计算机8、气压高度计10、对比测量单元，气压高度计10、对比测量单元与便携式计算机8通过线缆连接；对比测量单元包括气压传感器4和温度传感器9；还包括环境创造单元；环境创造单元，包括遮阳盒5、气泵1和用于放置气压高度计10的温箱7；遮阳盒5内设置有导气管3、气筒6和保压阀2，其中导气管3将气泵1、保压阀2、气压传感器4、气筒6和温箱7导通，形成气压通路。便携式计算机8包括定位功能、通讯功能，用于联网获得本地海拔高程和本地海平面气压值。温箱7内部有温度调节装置，用于调整温度。
其中：
气压传感器4负责完成高精度气压测量，为气压高度计10的检测提供基准。
温度传感器9负责测量环境温度，为气压高度计10的温度补偿提供温度数据。
气泵1在便携计算机的控制下完成气压通路的充放气动作。
保压阀2负责在气泵1完成充放气动作后，卡断气泵1与其他部件的气压通路，维持气压稳定。
气筒6为气压通路提供一个气体容器空间，提高气体回路保压能力。
遮阳盒5负责为气压通路提供一个相对稳定的环境，减少阳光照射和气流扰动带来的影响。
温箱7负责对为被测气压高度计提供高温、低温和密闭气压环境。
本实施例的采用权利要求1的便携式气压高度计检测设备的检测方法，其快速检测方法步骤如下：
步骤a：环境创造单元的元件不工作，气压通路与外界大气相通；
步骤b：便携式计算机8得出本地海平面气压值和本地海拔高程，便携式计算机8将气压传感器4和温度传感器9测出的结果计算出当地海拔高程；
步骤c：以当地海拔高程为基准，本地海拔高程为辅助，与气压高度计10的测量结果进行评估和校准；本检测方法为现有设备的检测原理，通过高精准的传感器的测量结果与气压高度计的测量结果对比。
其全面检测方法步骤如下：
步骤A：环境创造单元工作，将气压通路与外界大气进行隔离，调整温箱7温度；
步骤B：温度和压强达到设定值，且气压通路稳定后，便携式计算机8根据气压传感器4和温度传感器9的测量结构计算出海拔高程；
步骤C：多次重复步骤A和步骤B的操作，将计算出的海拔高程通过拟合函数求出最优解，将气压高度计10的测量值与最优解对比，进行评估和校准。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种便携式气压高度计检测设备，包括：便携式计算机(8)、气压高度计(10)、对比测量单元，所述气压高度计(10)、对比测量单元与便携式计算机(8)通过线缆连接；所述对比测量单元包括气压传感器(4)和温度传感器(9)；其特征在于，还包括环境创造单元；所述环境创造单元，包括遮阳盒(5)、气泵(1)和用于放置气压高度计(10)的温箱(7)；遮阳盒(5)内设置有导气管(3)、气筒(6)和保压阀(2)，其中导气管(3)将气泵(1)、保压阀(2)、气压传感器(4)、气筒(6)和温箱(7)导通，形成气压通路。
2.根据权利要求1所述的便携式气压高度计检测设备，其特征在于：所述便携式计算机(8)包括定位功能、通讯功能，用于联网获得本地海拔高程和本地海平面气压值。
3.根据权利要求1所述的便携式气压高度计检测设备，其特征在于：所述温箱(7)内部设置有调温装置，温度调节范围在-20℃至2000℃。
4.采用权利要求1所述的便携式气压高度计检测设备的检测方法，其特征在于，其快速检测方法步骤如下：
步骤a：环境创造单元的元件不工作，气压通路与外界大气相通；
步骤b：便携式计算机(8)得出本地海平面气压值和本地海拔高程，便携式计算机(8)将气压传感器(4)和温度传感器(9)测出的结果计算出当地海拔高程；
步骤c：以当地海拔高程为基准，本地海拔高程为辅助，与气压高度计(10)的测量结果进行评估和校准；
其全面检测方法步骤如下：
步骤A：环境创造单元工作，将气压通路与外界大气进行隔离，调整温箱(7)温度；
步骤B：温度和压强达到设定值，且气压通路稳定后，便携式计算机(8)根据气压传感器(4)和温度传感器(9)的测量结构计算出海拔高程；
步骤C:多次重复步骤A和步骤B的操作，将计算出的海拔高程通过拟合函数求出最优解，将气压高度计(10)的测量值与最优解对比，进行评估和校准。
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