CN212623146U - 一种带有冻土检测功能的自动化气象站 - Google Patents

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张颖超
沈子豪
吕于荣
王可
李伟
袁诗云
叶星瑜
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Abstract

本实用新型的提供了一种带有冻土检测功能的自动化气象站，包括气象数据采集机构和冻土检测机构；气象数据采集机构包括风速传感器、风向传感器、摄像头、气象要素传感器、数据采集箱，数据采集箱内设有控制器、GPRS模块和无线传输模块；冻土检测机构包括可控温检测箱以及设于可控温检测箱内的冻土检测仪，冻土检测仪包括底板以及设于底板上依次由左至右排列的第一挡板、第一垫块、第一压头、超声波发射能换器、超声波接收能换器、第二压头、第二垫块、第二挡板，第一挡板与第一垫块之间设有第一应变片、第二挡板与第二垫块之间设有第二应变片；本实用新型将气象站加上冻土检测功能，使气象站可以在高原等有冻土环境下检测土壤环境并进行实时监控。

Description

一种带有冻土检测功能的自动化气象站
技术领域
本实用新型涉及气象观测设备领域。
背景技术
随着中国铁路建设的飞速发展，特别是青藏线的开通，扩大了铁路对西部地区的覆盖，强化了西部大开发的基础设施。在恶劣的高原气候条件下，铁路沿线的气象变化、路面状况都是铁路养护与管理的主要部分。由于高原特殊的土壤条件，对于路面及地温状况等气象要素的检测尤为严格。目前自动化气象站地温检测多采用的传感器检测，易受到人为或者外界环境的干扰，并且高原气候恶劣，地温复杂多变，易造成测量故障，严重影响低温要素采集。
实用新型内容
针对上述问题，本实用新型的目的是提供一种带有冻土检测功能的自动化气象站，将自动化气象站加上冻土检测功能，使自动化气象站可以在高原等有冻土环境下检测土壤环境并进行实时监控。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
一种带有冻土检测功能的自动化气象站，包括气象数据采集机构和冻土检测机构；
所述气象数据采集机构包括风速传感器、风向传感器、摄像头、气象要素传感器、数据采集箱，所述数据采集箱内设有控制器、GPRS模块和无线传输模块，所述风速传感器、风向传感器、摄像头、气象要素传感器分别与控制器电连接；
所述冻土检测机构包括可控温检测箱以及设于可控温检测箱内的冻土检测仪，所述冻土检测仪包括底板以及设于底板上依次由左至右排列的第一挡板、第一垫块、第一压头、超声波发射能换器、超声波接收能换器、第二压头、第二垫块、第二挡板，所述第一挡板与第一垫块之间设有第一应变片、所述第二挡板与第二垫块之间设有第二应变片；所述可控温检测箱内还设有超声波检测仪和应变仪，所述超声波检测仪通过导线分别与超声波发射能换器、超声波接收能换器连接，所述应变仪通过导线分别与第一应变片、第二应变片连接；
所述超声波检测仪和应变仪与控制器电连接，所述控制器、GPRS模块通过无线传输模块与气象处理中心无线连接。
进一步的，所述气象数据采集机构安装于支架上，所述支架包括三脚架、电动推杆、活动轴、第一支撑杆、第二支撑杆，所述三脚架位于支架底部并与电动推杆的固定端相连，所述电动推杆的伸缩端与活动轴连接，所述活动轴分别与第一支撑杆、第二支撑杆的中部连接，所述第一支撑杆与第二支撑杆上下交错设置。
进一步的，所述数据采集箱安装于活动轴上，位于第二支撑杆下方；所述摄像头、气象要素传感器分别设于第二支撑杆的两端；所述风速传感器、风向传感器分别设于第一支撑杆的两端。
进一步的，所述超声波发射能换器通过第一垫片安装在底板上，所述超声波接收能换器通过第二垫片安装在底板上。
进一步的，所述支架上设有加热电阻，所述加热电阻与外部电源连接。
进一步的，所述数据采集箱内的控制器、GPRS模块和无线传输模块与外部电源连接。
更进一步的，所述无线传输模块为4G/5G无线通讯模块。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
1、本实用新型一种带有冻土检测功能的自动化气象站在传统的自动化气象站的基础上外加的冻土检测的功能，使自动化气象站检测的要素更加广泛，且冻土检测采用超声波检测，稳定性好，固体穿透性好，方向性好，受环境影响较小。
2、本实用新型一种带有冻土检测功能的自动化气象站的主要支撑杆采用电动推杆，可测量不同高度的风速风向，同时当风速变化及时缩短也可避免造成自动化气象站的支架损坏，影响检测效果。
3、本实用新型一种带有冻土检测功能的自动化气象站的数据采集箱内的控制器、GPRS模块通过无线传输模块与气象处理中心无线连接，可将气象监测数据发送至气象处理中心。
4、本实用新型一种带有冻土检测功能的自动化气象站的摄像头可供监测维修人员观测自动气象站周围环境。
附图说明
图1为本实用新型结构示意图；
图2为冻土检测机构结构示意图；
图中：1、风速传感器；2、风向传感器；3、摄像头；4、气象要素传感器；5、数据采集箱；6、可控温检测箱；7、冻土检测仪；8、底板；9、第一挡板；10、第一垫块；11、第一压头；12、超声波发射能换器；13、超声波接收能换器；14、第二压头；15、第二垫块；16、第二挡板；17、第一应变片；18、第二应变片；19、超声波检测仪；20、应变仪；21、支架；22、三脚架；23、电动推杆；24、活动轴；25、第一支撑杆；26、第二支撑杆；27、加热电阻；28、第一垫片；29、第二垫片；30、冻土样品。
具体实施方式
下面结合附图与实施例来进一步说明本实用新型的具体内容。
一种带有冻土检测功能的自动化气象站，如图1-2所示，包括气象数据采集机构和冻土检测机构；气象数据采集机构包括风速传感器1、风向传感器2、摄像头3、气象要素传感器4、数据采集箱5，数据采集箱5内设有控制器、GPRS模块和无线传输模块，风速传感器1、风向传感器2、摄像头3、气象要素传感器4分别与控制器电连接；冻土检测机构包括可控温检测箱6以及设于可控温检测箱6内的冻土检测仪7，冻土检测仪7包括底板8以及设于底板8上依次由左至右排列的第一挡板9、第一垫块10、第一压头11、超声波发射能换器12、超声波接收能换器13、第二压头14、第二垫块15、第二挡板16，第一挡板9与第一垫块10之间设有第一应变片17、第二挡板16与第二垫块15之间设有第二应变片18；可控温检测箱6内还设有超声波检测仪19和应变仪20，超声波检测仪19通过导线分别与超声波发射能换器12、超声波接收能换器13连接，应变仪20通过导线分别与第一应变片17、第二应变片18连接；超声波检测仪19和应变仪20与控制器电连接，控制器、GPRS模块通过无线传输模块与气象处理中心无线连接。
本实施例中，气象数据采集机构安装于支架21上，支架21包括三脚架22、电动推杆23、活动轴24、第一支撑杆25、第二支撑杆26，三脚架22位于支架21底部并与电动推杆23的固定端相连，电动推杆23的伸缩端与活动轴24连接，活动轴24分别与第一支撑杆25、第二支撑杆26的中部连接，第一支撑杆25与第二支撑杆26上下交错设置。
本实施例中，数据采集箱5安装于活动轴24上，位于第二支撑杆26下方；摄像头3、气象要素传感器4分别设于第二支撑杆26的两端；风速传感器1、风向传感器2分别设于第一支撑杆25的两端。
本实施例中，支架21上设有加热电阻27，加热电阻27与外部电源连接，加热电阻27使支架21保持恒温在低温状态下不会损坏。
本实施例中，超声波发射能换器12通过第一垫片28安装在底板8上，超声波接收能换器13通过第二垫片29安装在底板8上。
本实施例中，数据采集箱5内的控制器、GPRS模块和无线传输模块与外部电源连接。
本实施例中，无线传输模块为4G/5G无线通讯模块。
超声波发射能换器12与超声波接收能换器13之间放置有冻土样品30。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：包括气象数据采集机构和冻土检测机构；
所述气象数据采集机构包括风速传感器、风向传感器、摄像头、气象要素传感器、数据采集箱，所述数据采集箱内设有控制器、GPRS模块和无线传输模块，所述风速传感器、风向传感器、摄像头、气象要素传感器分别与控制器电连接；
所述冻土检测机构包括可控温检测箱以及设于可控温检测箱内的冻土检测仪，所述冻土检测仪包括底板以及设于底板上依次由左至右排列的第一挡板、第一垫块、第一压头、超声波发射能换器、超声波接收能换器、第二压头、第二垫块、第二挡板，所述第一挡板与第一垫块之间设有第一应变片，所述第二挡板与第二垫块之间设有第二应变片；所述可控温检测箱内还设有超声波检测仪和应变仪，所述超声波检测仪通过导线分别与超声波发射能换器、超声波接收能换器连接，所述应变仪通过导线分别与第一应变片、第二应变片连接；
所述超声波检测仪和应变仪与控制器电连接，所述控制器、GPRS模块通过无线传输模块与气象处理中心无线连接。
2.根据权利要求1所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述气象数据采集机构安装于支架上，所述支架包括三脚架、电动推杆、活动轴、第一支撑杆、第二支撑杆，所述三脚架位于支架底部并与电动推杆的固定端相连，所述电动推杆的伸缩端与活动轴连接，所述活动轴分别与第一支撑杆、第二支撑杆的中部连接，所述第一支撑杆与第二支撑杆上下交错设置。
3.根据权利要求2所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述数据采集箱安装于活动轴上，位于第二支撑杆下方；所述摄像头、气象要素传感器分别设于第二支撑杆的两端；所述风速传感器、风向传感器分别设于第一支撑杆的两端。
4.根据权利要求2所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述支架上设有加热电阻，所述加热电阻与外部电源连接。
5.根据权利要求1所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述超声波发射能换器通过第一垫片安装在底板上，所述超声波接收能换器通过第二垫片安装在底板上。
6.根据权利要求1所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述数据采集箱内的控制器、GPRS模块和无线传输模块与外部电源连接。
7.根据权利要求1所述的带有冻土检测功能的自动化气象站，其特征在于：所述无线传输模块为4G/5G无线通讯模块。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117555043A (zh) * 2024-01-12 2024-02-13 中国极地研究中心(中国极地研究所) 一种应用于极地的野外自动气象站

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117555043A (zh) * 2024-01-12 2024-02-13 中国极地研究中心(中国极地研究所) 一种应用于极地的野外自动气象站
CN117555043B (zh) * 2024-01-12 2024-03-29 中国极地研究中心(中国极地研究所) 一种应用于极地的野外自动气象站

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