CN2556655Y - 大气湍流探空仪 - Google Patents

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肖黎明
翁宁泉
曾宗泳
马成胜
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Abstract

本实用新型公开了一种大气湍流探空仪。它包括依次串接且均与电源(4)电连接的传感部件(1)、信号变换部件(2)和发射机(3)，特别是传感部件(1)由湍流传感器(11)、U1温度传感器AD590和U2气压传感器KY－0.1MPa组成，用于将待测的物理量变换成电信号，其中，湍流传感器(11)为两只相距0.75～1.2米的温度脉动探测器探头，该探头为长度为15～20毫米、直径为9～11微米的铂丝；信号变换部件(2)由U3多路开关4066、U4模数转换器AD574、U5单片机80C31和U6调制器4046组成，用于将传感部件(1)输出的电信号变换成由两种频率信号构成的数据串送往发射机(3)。它测得的大气湍流、温度、气压的精度高、误差小，且结构简单、免维护，可广泛地用于对大气的探测。

Description

大气湍流探空仪
技术领域
本实用新型涉及一种整层大气温度起伏的测量装置，尤其是高空大气湍流探空仪。
背景技术
目前，人们在自适应光学、高分辨率天体观察、激光大气传输中均需了解整层大气湍流，即从地面到高空的整层大气温度起伏的特征，以用其进行相应的修正，来获得较高精度的结果。为此，常使用各种探空仪测量大气湍流，如本申请人的大气湍流和气象探空仪，它由传感部件、信号变换部件和发射机以及电源构成，其中的传感部件采用精密电阻定基准、铂电阻测温、气压空盒的指针与线绕电阻的滑动触点相连接测压，以及温度脉动探测器探头测大气湍流，测量时，传感部件将待测的物理量变换成电信号送往信号变换部件，再由其将电压信号变换成频率信号后送往发射机。但是，这种探空仪存在着不足之处，首先，传感部件的构成过于复杂，易出故障，且变换的精度也不高；其次，由模拟电路组成的信号变换部件极易受外界温差的干扰而出现零点漂移，而从地面到高空的巨大温差又是客观存在的，故使得其运行处理的模拟量易发生较大的偏差，导致结果的误差过大，信号不真实；再次，易受外界电磁的干扰，造成信号的失真。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处而提供一种大气湍流探空仪。
所采用的技术方案包括依次串接且均与电源电连接的传感部件、信号变换部件和发射机，特别是所说的传感部件由湍流传感器、U1温度传感器AD590和U2气压传感器KY-0.1Mpa组成，用于将待测的物理量变换成电信号，其中，湍流传感器为两只相距0.75～1.2米的温度脉动探测器探头，所说的温度脉动探测器探头为长度为15～20毫米、直径为9～11微米的铂丝；所说的信号变换部件由U3多路开关4066、U4模数转换器AD574、U5单片机80C31和U6调制器4046组成，用于将传感部件输出的电信号变换成由两种频率信号构成的数据串送往发射机，其中，U3的脚1接湍流传感器、脚4接U1、脚8接U2，脚2、脚3、脚9并联后接U4的脚13，脚6、脚5、脚13分别接U5的脚7、脚6、脚5，U5的脚32～脚39分别接U4的脚20～脚27、脚36～脚39同时分别接U4的脚16～脚19，脚11接U6的脚9，脚38、脚39、脚1分别接U4的脚3、脚4、脚5，U6的脚4接发射机的输入端。
相对于现有技术的有益效果是，其一，选用铂丝作为温度脉动探测器的探头以及成熟定型的温度和气压传感器，既提高了测湍流和测温测压的精度，可测得1×10-18m-2/3的弱湍流，获得的20公里以下的测温精度小于0.1℃、反应时间小于0.5秒，测压精度小于50Pa、反应时间小于0.5秒，又保证了其的可靠性，还使得结构简单、免维护；其二，数字电路构成的信号变换部件不受外界巨大温差的影响，不失真地将传感部件送来的电信号处理成由两种频率截然不同的频率信号构成的数据串送往发射机，消除了信号变换过程中的误差，确保了被测的大气湍流及温度、气压的真实性；其三，采用数字传输，抗干扰能力强；其四，部件少、重量轻，易于高空气球的施放。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的优选方式作进一步详细的描述。
图1是本实用新型的一种实施例电路结构图。
具体实施方式
参见图1，传感部件1中的湍流传感器11、U1温度传感器AD590和U2气压传感器KY-0.1MPa分别接信号变换部件2中的U3多路开关4066的脚1、脚4、脚8，其中的湍流传感器11由两只相距1米的温度脉动探测器探头组成，每只温度脉动探测器探头为长度为15毫米、直径为10微米的铂丝。信号变换部件2中的U3多路开关4066的脚6、脚5、脚13接U5单片机80C31的脚7、脚6、脚5，脚2、脚3、脚9并联后接U4模数转换器AD574的脚13。U4模数转换器AD574的脚16～脚19分别接U5单片机80C31的脚36～脚39，脚20～脚27同时分别接U5的脚32～脚39，脚3、脚4、脚5接U5的脚38、脚39、脚1。U6调制器4046的脚9接U5的脚11，脚4接发射机3的输入端。电源4与上述的传感部件1、信号变换部件2、发射机3的相关部分电连接。
使用时，由U5单片机80C31经其脚5、6、7向U3多路开关4066的脚13、5、6发出选址信号，分别选通湍流传感器11、U1温度传感器AD590和U2气压传感器KY-0.1Mpa，以将其输出的模拟量电信号选送至U4模数转换器AD574；同时，U5的脚38、39、1也向U4的脚3、4、5发出控制信号，使U4将传感部件1送来的模拟量电信号变换成12位由0和1组成的数字量，并将其分两次，即低8位和高4位分别送入U5单片机80C31的存储器中。依次变换完后，U5单片机80C31分别将存储的大气湍流、温度、气压的数字串经其脚11送U6调制器4046，由U6将其变换成两种不同频率信号构成的数据串，其中的0对应变换成2KHz、1对应变换成2.4KHz的频率信号，再输出去调制发射机3,400MHz的无线电发射机3将载有大气湍流、温度和气压信息的无线电波发射后由地面接收。

Claims (1)

1、一种大气湍流探空仪，包括依次串接且均与电源(4)电连接的传感部件(1)、信号变换部件(2)和发射机(3)，其特征在于：
1.1、所说的传感部件(1)由湍流传感器(11)、U1温度传感器AD590和U2气压传感器KY-0.1Mpa组成，用于将待测的物理量变换成电信号，其中，湍流传感器(11)为两只相距0.75～1.2米的温度脉动探测器探头，所说的温度脉动探测器探头为长度为15～20毫米、直径为9～11微米的铂丝；
1.2、所说的信号变换部件(2)由U3多路开关4066、U4模数转换器AD574、U5单片机80C31和U6调制器4046组成，用于将传感部件(1)输出的电信号变换成由两种频率信号构成的数据串送往发射机(3)，其中，U3的脚1接湍流传感器(11)、脚4接U1、脚8接U2，脚2、脚3、脚9并联后接U4的脚13，脚6、脚5、脚13分别接U5的脚7、脚6、脚5，U5的脚32～脚39分别接U4的脚20～脚27、脚36～脚39同时分别接U4的脚16～脚19，脚11接U6的脚9，脚38、脚39、脚1分别接U4的脚3、脚4、脚5，U6的脚4接发射机(3)的输入端。
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