CN114563832B - 一种综合气象观测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种综合气象观测仪，涉及气象观测技术领域。本发明包括支撑组件、测风组件、显示组件和电缆组件组成，可手持也可配备支撑组件进行升降测量近地气压、温度、湿度、风速和风向。本发明通过在风的作用下使得连接尾翼连同着尾翼杆和配重锥随着风速的不同以不同的转速在圆柱手柄上旋转，风速传感器风轮连续转动，通过信号电缆将实时采集的内置风向、风速、气压、温度和湿度传感器的数据传输给显示组件，结合自身误差分析与补偿技术，仅需在首次使用时对当地地磁方位角进行标定，消除硬磁和软磁带来的误差，即可实时地将地面气象条件风速、风向、气压、温度和湿度的自动准确地测量并显示在显示屏中。

Description

一种综合气象观测仪

技术领域

本发明属于气象观测技术领域，特别是涉及一种综合气象观测仪。

背景技术

气象观测仪器，是用于气象预报、气象监测等气象服务领域的专业设备；可以分类为地面气象观测仪器、高空气象探测仪器两大类；主要有自动气象站、自动雨量站、风速风向仪、风向袋、百叶箱、温湿度记录仪、传感器、风向标、风速报警仪、风能测风仪、气象中心软件、GPRS无线传输模块等。

现有的气象观测仪由于在测量时存在着磁方位传感器周围均匀分布的硬磁干扰和被环境磁场磁化后，相对于载体方向随外界磁场的变化而变化的软磁干扰，所造成了气象检测的误差，影响着部队地面气象保障；另外现有的气象观测仪观测的拥有着精确的底、携带不方便和架设复杂，且对观测时的高度调节较为繁琐的缺点。为此，我们设计了一种综合气象观测仪，用以解决上述中所述的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种综合气象观测仪，通过对支架组件、显示组件、测风组件和电缆组件，解决了现有的气象观测仪由于在测量时存在着磁方位传感器周围均匀分布的硬磁干扰和被环境磁场磁化后，相对于载体方向随外界磁场的变化而变化的软磁干扰，所造成了气象检测的误差，影响着部队地面气象保障；另外现有的气象观测仪观测的拥有着精确的底、携带不方便和架设复杂，且对观测时的高度调节较为繁琐的缺点的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种综合气象观测仪，包括支架组件、显示组件、测风组件和电缆组件；所述显示组件位于支架组件上且两者之间卡接；所述测风组件位于支架组件上且两者之间卡接；所述电缆组件位于显示组件和测风组件之间，且电缆组件分别与显示组件和测风组件电连接。

所述测风组件包括有电路仓；所述电路仓顶端固定有风速传感器；所述风速传感器底部开设有空气对流孔；所述电路仓与风速传感器之间安装有温湿度传感器。

所述电路仓内部安装有数据采集板；所数据采集板上焊接有气压传感器；所述数据采集板顶端固定有电子罗盘；所述电路仓贯穿固定有尾翼杆；所述尾翼杆一侧固定有连接尾翼；所述尾翼杆另一侧固定有配重锥。所述尾翼杆与配重锥连接一侧开设有空气对流孔；所述风速传感器、温湿度传感器和电子罗盘与数据采集板电连接。

进一步地，所述支架组件包括有三角支撑架；所述三角支撑架周侧面开设有滑槽；所述三角支撑架顶部贯穿开设有位移螺杆；所述位移螺杆周侧面螺纹转动配合有夹持架；所述夹持架与滑槽滑动配合。

进一步地，所述夹持架一端固定有L形板；所述L形板顶部固定有对称的两支撑板条；所述支撑板条与L形板之间贯穿螺纹转动配合有若干转动丝杆；所述转动丝杆周侧面螺纹转动配合有防护夹板；所述防护夹板与L形板之间固定有稳定弹簧；所述稳定弹簧套接于转动丝杆。

进一步地，所述夹持架另一端开设有T形槽；所述T形槽滑动配合有两固定夹板；两所述固定夹板内壁均对称固定有两卡板；所述固定夹板一端固定有带孔耳板；两所述固定夹板贯穿转动配合有双向丝杆；两所述带孔耳板通过固定螺栓固定连接。

进一步地，所述显示组件包括有上壳体；所述上壳体周侧面固定有若干橡胶护角；所述上壳体外壁固定有控制测量按键；所述上壳体外壁固定有显示屏；所述上壳体内部固定有控制板；所述上壳体内部固定有电池板；所述控制测量按键、显示屏和电池板与控制板通过电连接。

进一步地，所述显示组件还包括下壳体；所述下壳体周侧面固定有若干橡胶护角；所述下壳体内部固定有锂电池；所述下壳体一侧固定有外接连接器；所述外接连接器与控制板电连接；所述锂电池与控制板电连接；所述下壳体与上壳体卡接且两者通过固定螺栓固定连接。

进一步地，所述电路仓底部通过轴承、挡圈连接有圆柱手柄；所述电路仓内部安装有导电滑环；所述导电滑环位于数据采集板底部；所述导电滑环与数据采集板电连接；所述圆柱手柄周侧面固定有卡件；所述卡件与卡板卡接。

进一步地，所述电缆组件包括有信号电缆；所述信号电缆一端与外接连接器电连接；所述信号电缆另一端贯穿圆柱手柄，且信号电缆另一端与导电滑环环连接。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过利用支撑组件，并转动位移螺杆，使得夹持架连同着固定在其两端的显示组件和测风组件一起做竖直方向的上下运动，实现了对显示组件的夹持固定，防止其掉落而对其内部期间造成一定的损伤，同时也完成了测风组件在支撑组件上的卡接，简化了架设时的过程，最后实现了不同高度的风速、风向、气压、温度以及湿度五项指标同时实时测量。

本发明通过首次使用时对当地地磁方位角进行标定，以及使用过程中风速传感器采用电子罗盘，通过多方位标定算法，结合最小二乘逼近模型的风向受磁场干扰误差修正技术，提高风向观测精度。

本发明在设计、生产、交付等各环节严格依照军用标准及相关技术，相较于一般产品，以军工要求为实现路径的新型综合气象观测仪通过了可靠性试验、维修性试验、电磁兼容性试验、低温、高温工作试验、淋雨试验，产品操作安全简便，能够适应各种恶劣的作业环境，可靠性高。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种综合气象观测仪的结构示意图。

图2为本发明的一种综合气象观测仪的正视图。

图3为支撑组件的结构示意图。

图4为图3中A处的放大示意图。

图5为图3中B处的放大示意图。

图6为显示组件的结构示意图。

图7为显示组件的内部结构示意图。

图8为显示组件俯视图的截面示意图。

图9为测风组件的结构示意图。

图10为测风组件正视图的截面示意图。

图11为电缆组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-支架组件，2-显示组件，3-测风组件，4-电缆组件，101-三角支撑架，102-滑槽，103-位移螺杆，104-夹持架，105-L形板，106-支撑板条，107-转动丝杆，108-防护夹板，109-稳定弹簧，110-T形槽，111-固定夹板，112-卡板，113-带孔耳板，114-双向丝杆，201-上壳体，202-橡胶护角，203-控制测量按键，204-显示屏，205-控制板，206-电池板，207-下壳体，208-锂电池，209-外接连接器，301-电路仓，302-风速传感器，303-温湿度传感器，304-数据采集板，305-电子罗盘，306-尾翼杆，307-连接尾翼，308-配重锥，309-圆柱手柄，310-导电滑环，311-卡件，401-信号电缆。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-11所示，本发明为一种综合气象观测仪，包括支架组件1、显示组件2、测风组件3和电缆组件4；显示组件2位于支架组件1上且两者之间卡接；测风组件3位于支架组件1上且两者之间卡接；电缆组件4位于显示组件2和测风组件3之间，且电缆组件4分别与显示组件2和测风组件3电连接；

测风组件3包括有电路仓301；电路仓301顶端固定有风速传感器302；风速传感器302底部开设有空气对流孔；电路仓301与风速传感器302之间安装有温湿度传感器303；

电路仓301内部安装有数据采集板304；所数据采集板304上焊接有气压传感器；数据采集板304顶端固定有电子罗盘305；电路仓301贯穿固定有尾翼杆306；尾翼杆306一侧固定有连接尾翼307；尾翼杆306另一侧固定有配重锥308；尾翼杆306与配重锥308连接一侧开设有空气对流孔；风速传感器302、温湿度传感器303和电子罗盘305与数据采集板304电连接；因电路仓301底部通过轴承、挡圈与圆柱手柄309连接，且风力带动连接尾翼307，因电路仓301底部通过轴承、挡圈与圆柱手柄309连接，连接尾翼307连同着尾翼杆306和配重锥308随着风速的不同以不同的转速在圆柱手柄309上旋转，圈即产生一个脉冲信号，而风速传感器302通过单位时间内计数即可计算出风速，且温湿度传感器303和温湿度传感器303感应出当时的温度和湿度，将气压传感器感焊装在数据采集板304上，并通过尾翼杆306和配重锥308上的空气对流孔测得外部气压值，经数据采集板304采集储存，其中在首次使用时对当地地磁方位角进行标定，以及使用过程中风速传感器302采用电子罗盘305，并通过多方位标定算法，可消除硬磁和软磁磁场产生的误差，并最终通过信号电缆401的信号传输到显示组件2中，然后通过控制测量按键203进行储存采集。

请参阅图1-11所示，支架组件1包括有三角支撑架101；三角支撑架101周侧面开设有滑槽102；三角支撑架101顶部贯穿开设有位移螺杆103；位移螺杆103周侧面螺纹转动配合有夹持架104；夹持架104与滑槽102滑动配合；转动位移螺杆103，使得夹持架104连同着固定在其两端的显示组件2和测风组件3一起做竖直方向的上下运动，实现了不同高度的风速、风向、气压、温度以及湿度五项指标同时实时测量。

请参阅图1-5所示，夹持架104一端固定有L形板105；L形板105顶部固定有对称的两支撑板条106；支撑板条106与L形板105之间贯穿螺纹转动配合有若干转动丝杆107；转动丝杆107周侧面螺纹转动配合有防护夹板108；防护夹板108与L形板105之间固定有稳定弹簧109；稳定弹簧109套接于转动丝杆107；将显示组件2放置在L形板105上，转动转动丝杆107，在稳定弹簧109的作用下，使得防护夹板108在L形板105上滑动，待到防护夹板108一侧面与显示组件2表面相互接触时，停止转动转动丝杆107，实现了对显示组件2的夹持固定，防止其掉落而对其内部期间造成一定的损伤。

请参阅图1所示，夹持架104另一端开设有T形槽110；T形槽110滑动配合有两固定夹板111；两固定夹板111内壁均对称固定有两卡板112；固定夹板111一端固定有带孔耳板113；两固定夹板111贯穿转动配合有双向丝杆114；两带孔耳板113通过固定螺栓固定连接；转动双向丝杆114，使得两固定夹板111在T形槽110内部相对滑动，并将在卡件311与卡板112之间卡接，使得两带孔耳板113相互接触贴合，最后通过固定螺栓固定连接，实现了测风组件3在支撑组件1上的卡接。

请参阅图6-11所示，显示组件2包括有上壳体201；上壳体201周侧面固定有若干橡胶护角202；上壳体201外壁固定有控制测量按键203；上壳体201外壁固定有显示屏204；上壳体201内部固定有控制板205；上壳体201内部固定有电池板206；控制测量按键203、显示屏204和电池板206与控制板205通过电连接；通过制测量按键203、显示屏204和电池板206与控制板205之间的电连接，使得显示组件2通过信号电缆401接收测风组件3的测量数据，并经过数据计算与处理，将测量结果显示在显示屏204上。

请参阅图6-8所示，显示组件2还包括下壳体207；下壳体207周侧面固定有若干橡胶护角202；下壳体207内部固定有锂电池208；下壳体207一侧固定有外接连接器209；外接连接器209与控制板205电连接；锂电池208与控制板205电连接；下壳体207与上壳体201卡接且两者通过固定螺栓固定连接；将下壳体207与上壳体201卡接且通过固定螺栓固定连接，使得显示组件2形成一个相对密封的环境，以保护内部器件。

请参阅图1、图9和图11所示，电路仓301底部通过轴承、挡圈连接有圆柱手柄309；电路仓301内部安装有导电滑环310；导电滑环310位于数据采集板304底部；导电滑环310与数据采集板304电连接；卡件311与卡板112卡接；圆柱手柄309周侧面固定有卡件311；在卡件311与卡板112的卡接作用下，使得测风组件3卡接在支撑组件1上。

请参阅图1、图10和图11所示，电缆组件4包括有信号电缆401；信号电缆401一端与外接连接器209电连接；信号电缆401另一端贯穿圆柱手柄309，且信号电缆401另一端与导电滑环310环连接；将信号电缆401另一端贯穿圆柱手柄309，将其通过轴承、挡圈与电路仓6连接，并将其与导电滑310环连接，实现尾翼随风转动时信号线缆的不缠绕。

本实施例的一个具体应用为：

将测风组件3与显示组件2经电缆组件1相连接，将显示组件2放置在L形板105上，转动转动丝杆107，在稳定弹簧109的作用下，使得防护夹板108在L形板105上滑动，待到防护夹板108一侧面与显示组件2表面相互接触时，停止转动转动丝杆107，转动双向丝杆114，使得两固定夹板111在T形槽110内部相对滑动，并将在卡件311与卡板112之间卡接，使得两带孔耳板113相互接触贴合，最后通过固定螺栓固定连接，实现了对显示组件2的夹持固定，防止其掉落而对其内部期间造成一定的损伤，同时也完成了测风组件3在支撑组件1上的卡接，转动位移螺杆103，使得夹持架104连同着固定在其两端的显示组件2和测风组件3一起做竖直方向的上下运动，在首次使用时对当地地磁方位角进行标定，将测风组件3和显示组件1升至要求的高度后，在风的作用下，因电路仓301底部通过轴承、挡圈与圆柱手柄309连接，连接尾翼307连同着尾翼杆306和配重锥308随着风速的不同以不同的转速在圆柱手柄309上旋转，圈即产生一个脉冲信号，而风速传感器302通过单位时间内计数即可计算出风速，且温湿度传感器303、温湿度传感器303、气压传感器感应出当时的温度、湿度和气压，其中在首次使用时对当地地磁方位角进行标定，以及使用过程中风速传感器302采用电子罗盘305，通过多方位标定算法，结合最小二乘逼近模型的风向受磁场干扰误差修正技术，并最终以数据的形式储存在数据采集板中，经电缆组件4传输给显示组件2，显示组件2经数据处理，将测量数据显示在显示面板上，实现了硬磁和软磁干扰误差的软件补偿，有效提高了风向观测精度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种综合气象观测仪，其特征在于：包括支架组件（1）、显示组件（2）、测风组件（3）和电缆组件（4）；所述显示组件（2）位于支架组件（1）上且两者之间卡接；所述测风组件（3）位于支架组件（1）上且两者之间卡接；所述电缆组件（4）位于显示组件（2）和测风组件（3）之间，且电缆组件（4）分别与显示组件（2）和测风组件（3）电连接；

所述测风组件（3）包括有电路仓（301）；所述电路仓（301）顶端固定有风速传感器（302）；所述风速传感器（302）底部开设有空气对流孔；所述电路仓（301）与风速传感器（302）之间安装有温湿度传感器（303）；

所述电路仓（301）内部安装有数据采集板（304）；所数据采集板（304）上焊接有气压传感器；所述数据采集板（304）顶端固定有电子罗盘（305）；所述电路仓（301）贯穿固定有尾翼杆（306）；所述尾翼杆（306）一侧固定有连接尾翼（307）；所述尾翼杆（306）另一侧固定有配重锥（308）；所述尾翼杆（306）与配重锥（308）连接一侧开设有空气对流孔；所述风速传感器（302）、温湿度传感器（303）和电子罗盘（305）与数据采集板（304）电连接；

所述支架组件（1）包括有三角支撑架（101）；所述三角支撑架（101）周侧面开设有滑槽（102）；所述三角支撑架（101）顶部贯穿开设有位移螺杆（103）；所述位移螺杆（103）周侧面螺纹转动配合有夹持架（104）；所述夹持架（104）与滑槽（102）滑动配合；

所述夹持架（104）一端固定有L形板（105）；所述L形板（105）顶部固定有对称的两支撑板条（106）；所述支撑板条（106）与L形板（105）之间贯穿螺纹转动配合有若干转动丝杆（107）；所述转动丝杆（107）周侧面螺纹转动配合有防护夹板（108）；所述防护夹板（108）与L形板（105）之间固定有稳定弹簧（109）；所述稳定弹簧（109）套接于转动丝杆（107）；

所述夹持架（104）另一端开设有T形槽（110）；所述T形槽（110）滑动配合有两固定夹板（111）；两所述固定夹板（111）内壁均对称固定有两卡板（112）；所述固定夹板（111）一端固定有带孔耳板（113）；两所述固定夹板（111）贯穿转动配合有双向丝杆（114）；两所述带孔耳板（113）通过固定螺栓固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种综合气象观测仪，其特征在于，所述显示组件（2）包括有上壳体（201）；所述上壳体（201）周侧面固定有若干橡胶护角（202）；所述上壳体（201）外壁固定有控制测量按键（203）；所述上壳体（201）外壁固定有显示屏（204）；所述上壳体（201）内部固定有控制板（205）；所述上壳体（201）内部固定有电池板（206）；所述控制测量按键（203）、显示屏（204）和电池板（206）与控制板（205）通过电连接。

3.根据权利要求2所述的一种综合气象观测仪，其特征在于，所述显示组件（2）还包括下壳体（207）；所述下壳体（207）周侧面固定有若干橡胶护角（202）；所述下壳体（207）内部固定有锂电池（208）；所述下壳体（207）一侧固定有外接连接器（209）；所述外接连接器（209）与控制板（205）电连接；所述锂电池（208）与控制板（205）电连接；所述下壳体（207）与上壳体（201）卡接且两者通过固定螺栓固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种综合气象观测仪，其特征在于，所述电路仓（301）底部通过轴承、挡圈连接有圆柱手柄（309）；所述电路仓（301）内部安装有导电滑环（310）；所述导电滑环（310）位于数据采集板（304）底部；所述导电滑环（310）与数据采集板（304）电连接；所述圆柱手柄（309）周侧面固定有卡件（311）；所述卡件（311）与卡板（112）卡接；

所述电缆组件（4）包括有信号电缆（401）；所述信号电缆（401）一端与外接连接器（209）电连接；所述信号电缆（401）另一端贯穿圆柱手柄（309），且信号电缆（401）另一端与导电滑环（310）环连接。