RU162914U1

RU162914U1 - Устройство измерения параметров атмосферы

Info

Publication number: RU162914U1
Application number: RU2016102691/28U
Authority: RU
Inventors: Василий Николаевич Тикменов; Олег Николаевич Рубичев; Ксения Владимировна Падерина
Original assignee: Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС"
Priority date: 2016-01-28
Filing date: 2016-01-28
Publication date: 2016-06-27

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области метеорологии и может быть использована для определения метеорологических параметров.

Заявляемое устройство измерения параметров атмосферы, предназначено для использования в составе гражданских объектов и объектов спецтехники на борту подвижных и неподвижных морских и наземных объектов, для работы в условиях агрессивного воздействия окружающей среды, таких как соляной туман, повышенная и пониженная температура, повышенная и пониженная влажность, повышенное и пониженное давление, снег и дождь, иней и роса, пыль и песок, солнечное излучение.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение точности измерения параметров атмосферы при отклонении от вертикальной оси.

Техническим результатом является увеличение информативности получаемых данных при измерении и, как следствие, повышение и точность достоверности измерений параметров атмосферы, при работе в условиях агрессивного воздействия окружающей среды.

Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство измерения параметров атмосферы, содержащий связанные друг с другом блок датчиков, датчик температуры воздуха, датчик относительной влажности воздуха, датчик атмосферного давления, трехкоординатный ультразвуковой анемометр, электромагнитный компас, датчик температуры почвы, блок обработки информации, пульт оператора, преобразователь напряжения блока датчиков, преобразователь напряжения пульта оператора и блок сопряжения, выполненное с возможностью самоконтроля с передачей результатов на устройство индикации объекта эксплуатации за счет встроенного программного обеспечения и снабжено внешним источником электропитания, информационно-управляющим модулем носителя и узлом двухкоординатного инклинометра, при этом блок датчиков выполнен с возможностью прямой передачи информации на информационно-управляющий блок носителя, информационно-управляющий модуль носителя соединен с блоком обработки информации, а внешний источник электропитания соединен через канал связи с преобразователем напряжения блока датчиков, причем узел двухкоординатного инклинометра соединен с блоком обработки информации и снабжен по меньшей мере двумя расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях чувствительными элементами, выполненными с возможностью измерения и контроля углов отклонения от вертикали продольной и поперечной осей носителя, снабжено блоком спутниковой навигации, выполненным с возможностью определения текущих показаний координат в реальном масштабе времени и получения сведений от датчиков с жестко закрепленной внутри малогабаритную антенну и выполненным в виде печатной платы с двухсторонним расположением элементов встроенным навигационным приемником, при этом блок спутниковой навигации выполнен с возможностью параллельного приема и обработки сигналов навигационных спутников, а навигационный приемник снабжен взаимосвязанными цифровым модулем обработки, модулем сопряжения, модулем подавления помех, модулем питания и разъемами, причем антенна соединена с навигационным приемником посредством радиочастотного кабеля.

Description

Устройство измерения параметров атмосферы

Наиболее близким аналогом к предлагаемому устройству измерения параметров атмосферы является прибор метеорологический автоматизированный [1]. Он содержит датчики температуры воздуха, относительной влажности воздуха, атмосферного давления, температуры почвы, трехкоординатный ультразвуковой анемометр, состоящий их трех пар ортогонально расположенных ультразвуковых датчиков, электромагнитный компас, пульт оператора.

Недостатком указанного устройства является отсутствие возможности учета невертикальности установки прибора на объекте, а также при движении объекта при пересеченной местности.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание устройства, обеспечивающего измерение параметров атмосферы при отклонении от вертикальной оси.

Техническим результатом является повышение достоверности измерений параметров атмосферы при работе в условиях воздействия окружающей среды.

Поставленная задача решается благодаря тому, что устройство измерения параметров атмосферы, содержащее блок датчиков, включающий датчик температуры воздуха, датчик относительной влажности воздуха, датчик атмосферного давления, трехкоординатный ультразвуковой анемометр, электромагнитный компас, датчик температуры почвы, блок обработки информации, пульт оператора, преобразователь напряжения блока датчиков, преобразователь напряжения пульта оператора и блок сопряжения, выполненное с возможностью самоконтроля с передачей результатов на устройство индикации объекта эксплуатации за счет встроенного программного обеспечения и снабжено внешним источником электропитания, информационно-управляющим модулем носителя и узлом двухкоординатного инклинометра, при этом блок датчиков выполнен с возможностью прямой передачи информации на информационно-управляющий блок носителя, информационно-управляющий модуль носителя соединен с блоком обработки информации, а внешний источник электропитания соединен через канал связи с преобразователем напряжения блока датчиков, причем узел двухкоординатного инклинометра соединен с блоком обработки информации и снабжен по меньшей мере двумя расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях чувствительными элементами, выполненными с возможностью измерения и контроля углов отклонения от вертикали продольной и поперечной осей носителя, снабжено блоком спутниковой навигации, выполненным с возможностью определения текущих показаний координат в реальном масштабе времени и получения сведений от датчиков с жестко закрепленной внутри малогабаритную антенну и выполненным в виде печатной платы с двухсторонним расположением элементов встроенным навигационным приемником, при этом блок спутниковой навигации выполнен с возможностью параллельного приема и обработки сигналов навигационных спутников, а навигационный приемник снабжен взаимосвязанными цифровым модулем обработки, модулем сопряжения, модулем подавления

помех, модулем питания и разъемами, причем антенна соединена с навигационным приемником посредством радиочастотного кабеля.

Сущность предложенного технического решения поясняется на иллюстрацией (фиг. 1), где

1 - блок датчиков

2 - датчик температуры воздуха,

3 - датчик почвы,

4 - датчик относительной влажности воздуха,

5 - датчик атмосферного давления,

6, 7, 8, 9, 10 и 11 - трехкоординатные ультразвуковые анемометры,

12 - блок обработки информации,

13 - электромагнитный компас,

14 - преобразователь напряжения блока датчиков,

15 - пульт оператора,

16 - блок сопряжения,

17 - блок отображения информации,

18 - преобразователь напряжения пульта управления,

19 - внешний источник электропитания,

20 - информационно-управляющий модуль носителя,

21 - узел двухкоординатного инклинометра,

22, 23 - чувствительный элемент инклинометра,

24, 25 - датчик измерения угла наклона,

26 - блок спутниковой навигации.

27 - антенна спутниковой навигации,

28 - навигационный приемник,

29 - цифровой модуль обработки,

30 - модуль сопряжения,

31 - модуль подавления помех,

32 - модуль питания.

Устройство содержит связанные друг с другом размещенными внутри корпуса кабелями блок датчиков 1, датчик температуры воздуха 2, датчик почвы 3, датчик относительной влажности воздуха 4, датчик атмосферного давления 5, трехкоординатные ультразвуковые анемометры 6, 7, 8, 9, 10 и 11, блок обработки информации 12, электромагнитный компас 13, преобразователь напряжения блока датчиков 14, пульт оператора 15, блок сопряжения 16, блок отображения информации 17, преобразователь напряжения пульта управления 18, внешний источник электропитания 19, информационно-управляющий модуль носителя 20, узел двухкоординатного инклинометра 21, блок спутниковой навигации 26 с антенной спутниковой навигации 27 и навигационным приемником 28.

Блок датчиков 1 содержит блок обработки информации 12 соединенный своими входами с датчиком температуры воздуха 2, датчиком относительной влажности воздуха 4, датчиком атмосферного давления 5, трехкоординатными ультразвуковыми анемометрами 6-11, электромагнитным компасом 13, узлом двухкоординатного инклинометра 21 и преобразователем напряжения блока датчиков 14.

Блок обработки информации 12 дополнительно соединен своими входами с датчиком почвы 3 и информационно-управляющим модулем носителя 20.

Датчик почвы 3 выполнен с возможностью подключения к блоку обработки информации 12 при неподвижном объекте эксплуатации.

Пульт оператора 15 содержит блок сопряжения 16, соединенный своими входами с блоком обработки информации 12 и преобразователем напряжения пульта оператора 18, а своим выходом с блоком отображения информации 17.

Преобразователь напряжения пульта оператора 18 дополнительно соединен своим входом с выходом преобразователя напряжения блока датчиков 14.

Блок датчиков 1 выполнен с возможностью работы без пульта

оператора 15 за счет оптимизации связей и передачи информации только на информационно-управляющий блок носителя 20.

Внешний источник электропитания 19 соединен через канал связи с преобразователем напряжения блока датчиков 14.

Узел двухкоординатного инклинометра 21 содержит два чувствительных элемента 22 и 23, два датчика измерения угла наклона 24 и 25.

Чувствительные элементы 22 и 23 расположены во взаимно перпендикулярных плоскостях и выполнены с возможностью измерения и контроля углов отклонения от вертикали продольной и поперечной осей носителя.

Чувствительные оси датчиков измерения угла наклона 24 и 25 взаимно перпендикулярны, а плоскость расположения осей перпендикулярна вектору силы тяжести при нулевых показаниях датчика.

Блок спутниковой навигации 26 предназначен для определения текущих показаний координат в реальном масштабе времени и получения сведений от датчика температуры воздуха 2, датчика почвы 3, датчика относительной влажности воздуха 4 и датчика атмосферного давления 5.

Блок спутниковой навигации 26 соединен с блоком обработки информации 12.

Принцип действия блока спутниковой навигации 26 основан на параллельном приеме и обработке измерительными каналами сигналов навигационных спутников.

Блок спутниковой навигации 26 обладает высокой чувствительностью и малым энергопотреблением.

Блок спутниковой навигации 26 содержит жестко закрепленную внутри малогабаритную антенну 27 и выполненный в виде печатной платы с двухсторонним расположением элементов встроенный навигационный приемник 28 с цифровым модулем обработки 29, модулем сопряжения 30, модулем подавления помех 31, модулем питания 32 и разъемами. Антенна 27

соединена с навигационным приемником 28 при помощи радиочастотного кабеля.

Наличие в навигационном приемнике 28 встроенного модуля подавления помех 31 позволяет устройству работать в условиях помеховой обстановки.

Устройство измерения параметров атмосферы выполнено с возможностью самоконтроля с передачей результатов на устройство индикации объекта эксплуатации за счет встроенного программного обеспечения.

Применение узла двухкоординатного инклинометра позволит измерить угол наклона устройства измерения параметров атмосферы при отклонении от вертикальной оси, при этом вертикальной осью считается направление вектора силы тяжести.

Таким образом, задача повышения точности измерения параметров атмосферы при работе в условиях воздействия окружающей среды решена, за счет введения блока спутниковой навигации для определения текущих показаний координат в реальном масштабе времени и получения сведений от блока датчиков, включающий датчик температуры воздуха, датчик почвы, датчик относительной влажности воздуха и датчик атмосферного давления.

Источники информации:

1. Патент РФ №158853 от 27.10.2014 г

Claims

Устройство измерения параметров атмосферы, содержащее блок датчиков, включающий датчик температуры воздуха, датчик относительной влажности воздуха, датчик атмосферного давления, трехкоординатный ультразвуковой анемометр, электромагнитный компас, датчик температуры почвы, блок обработки информации, пульт оператора, преобразователь напряжения блока датчиков, преобразователь напряжения пульта оператора и блок сопряжения, выполненное с возможностью самоконтроля с передачей результатов на устройство индикации объекта эксплуатации за счет встроенного программного обеспечения и снабженное внешним источником электропитания, информационно-управляющим модулем носителя и узлом двухкоординатного инклинометра, при этом блок датчиков выполнен с возможностью прямой передачи информации на информационно-управляющий блок носителя, информационно-управляющий модуль носителя соединен с блоком обработки информации, а внешний источник электропитания соединен через канал связи с преобразователем напряжения блока датчиков, причем узел двухкоординатного инклинометра соединен с блоком обработки информации и снабжен по меньшей мере двумя расположенными во взаимно перпендикулярных плоскостях чувствительными элементами, выполненными с возможностью измерения и контроля углов отклонения от вертикали продольной и поперечной осей носителя, отличающееся тем, что оно снабжено блоком спутниковой навигации, выполненным с возможностью определения текущих показаний координат в реальном масштабе времени и получения сведений от датчиков с жестко закрепленной внутри малогабаритной антенной и выполненным в виде печатной платы с двухсторонним расположением элементов встроенным навигационным приемником, при этом блок спутниковой навигации выполнен с возможностью параллельного приема и обработки сигналов навигационных спутников, а навигационный приемник снабжен взаимосвязанными цифровым модулем обработки, модулем сопряжения, модулем подавления помех, модулем питания и разъемами, причем антенна соединена с навигационным приемником посредством радиочастотного кабеля.