CN105044801B - 一种三维大气湍流测量装置 - Google Patents

Abstract

三维大气湍流测量装置能够判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，还能测量垂直方向湍流，测量装置由湍流传感器、条形磁铁、垂直方向支架、东西方向支架、南北方向支架、六通、球型整流保温罩、仪器舱、发射天线、高度和湿度及温度测量电路、大气湍流测量电路、分路采样与模数转换电路、高频功率放大电路、数字调制电路、单片机处理与编码电路组成，垂直方向支架、东西方向支架和南北方向支架通过六通组成一个三维六菱形构件，南北方向支架上的两根条形磁铁能够确定支架的指向，保证大气湍流测量的正确性，整流保温罩可以防止仪器仓在空中旋转和摇摆不停，保证大气湍流测量的精度，该装置可用于大气测量和大气研究。

Description

一种三维大气湍流测量装置

技术领域

本发明涉及一种气象测量装置，尤其涉及一种大气湍流测量装置，属于气象测量仪器技术领域。

背景技术

目前，在大气湍流测量技术中，一般用一根水平方向的支架作为湍流传感器支架，且仪器舱为长方形，外部没有球型整流罩，一根支架的测量技术无法判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，对于垂直方向湍流的测量更是无能为力，长方形仪器舱风阻较大，容易在空中旋转和摇摆不停，干扰大气湍流的测量精度。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维大气湍流测量装置，能够判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，还能测量垂直方向湍流。

本发明所要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：测量装置由湍流传感器1、条形磁铁2、垂直方向支架3、氢气球4、尼龙丝5、东西方向支架6、六通7、南北方向支架8、球型整流保温罩9、仪器舱10、发射天线11、高度和湿度及温度测量电路12、大气湍流测量电路13、分路采样与模数转换电路14、天线连接线15、高频功率放大电路16、数字调制电路17、前置放大电路18、补偿与矫正电路19、单片机处理与编码电路20、气压高度传感器P、湿度传感器H和温度传感器T组成，垂直方向支架3、东西方向支架6、南北方向支架8通过六通7构成三维六菱形构件；所述装置设有垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8三个支架，东西方向支架6和南北方向支架8互相垂直平分且在水平方向构成一个十字形，垂直方向支架3过东西方向支架6和南北方向支架8的中心点且垂直平分于东西方向支架6和南北方向支架8，垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8的外径为8毫米，内径为6毫米，为铝管，垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8的中心设有六通7；所述装置设有三对湍流传感器1和两根条形磁铁2，三对湍流传感器1分别安装于上述三个支架的两端，每只湍流传感器1通过单芯屏蔽线与前置放大电路18的输入端连接，两根条形磁铁2设置在南北方向支架8上，两根条形磁铁2的北极指向一致；所述装置设有氢气球4、尼龙丝5、球型整流保温罩9、仪器舱10和发射天线11，垂直方向支架3上端通过尼龙丝5与氢气球4下端连接，垂直方向支架3下端通过尼龙丝与球型整流保温罩9上端连接，球型整流保温罩9下端与发射天线11上端连接，仪器舱10设置在球型整流保温罩9内部；所述装置能够判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，还能测量垂直方向湍流，两根条形磁铁用于保持南北方向支架8的指向，球型整流保温罩9用于减轻仪器舱的风阻，防止仪器舱10在空中旋转和摇摆不停。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：三维大气湍流测量装置能够判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，还能测量垂直方向湍流，两根条形磁铁能够保持南北方向支架的指向，从而保证大气湍流测量数据的正确性，球型整流保温罩可以减轻仪器舱的风阻，防止仪器舱在空中旋转和摇摆不停，保证大气湍流测量的精度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明有如下2幅附图：

图1是一种三维大气湍流测量装置的立体图；

图2是一种三维大气湍流测量装置仪器舱内的电路图框图。

在附图中所标各数字分别表示如下：

1.湍流传感器，2.条形磁铁，3.垂直方向支架，4.氢气球，5.尼龙丝，6.东西方向支架，7.六通，8.南北方向支架，9.球型整流保温罩，10.仪器舱，11.发射天线，12.高度和湿度及温度测量电路，13.大气湍流测量电路，14.分路采样与模数转换电路，15.天线连接线，16.高频功率放大电路，17.数字调制电路，18.前置放大电路，19.补偿与矫正电路，20.单片机处理与编码电路，P.气压高度传感器，H.湿度传感器，T.温度传感器，E.东向，W.西向，S.南向，N.北向。

具体实施方式

1.根据图1，垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8用6根外径为8毫米、内径为6毫米、长度为495毫米铝管，每根铝管的一端与六通7连接，使垂直方向支架3、东西方向支架6、南北方向支架8通过六通7组成一个三维六菱形构件，六通7内同一方向的铝管与铝管之间相距10毫米，使三个方向的铝管可以在六通7内互通，三维六菱形构件完成后，垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8每个支架的总长度为1米。

2.根据图1，垂直方向支架3、东西方向支架6和南北方向支架8每个支架的两端各安装一只湍流传感器1，每只湍流传感器1通过单芯屏蔽线与前置放大电路18的输入端连接，屏蔽线在铝管和六通7内穿过。

3.根据图1，垂直方向支架3的上端用尼龙丝5与氢气球4的下端连接，垂直方向支架3的下端用尼龙丝与球型整流保温罩9的上端连接，球型整流保温罩9的下端与发射天线11的上端连接，球型整流保温罩9的内部放置仪器舱10，南北方向支架8的两边各安装一根细的条形磁铁2，两根条形磁铁2的北极指向一致。

4.根据图2，仪器舱10的电路由高度和湿度及温度测量电路12、大气湍流测量电路13、分路采样与模数转换电路14、天线连接线15、高频功率放大电路16、数字调制电路17、前置放大电路18、补偿与矫正电路19、单片机处理与编码电路20、气压高度传感器P、湿度传感器H和温度传感器T组成，气压高度传感器P、湿度传感器H和温度传感器T的一端分别与前置放大电路18的输入端连接，另一端与公共端连接，高度和湿度及温度测量电路12的三个输出端和大气湍流测量电路13的三个输出端分别与补偿与矫正电路19的输入端连接，矫正电路19的输出端并联后与分路采样与模数转换电路14的输入端连接，分路采样与模数转换电路14的输出端通过双向总线与单片机处理与编码电路20连接。

5.单片机处理与编码电路20的输出端与数字调制电路17的输入端连接，数字调制电路17的输出端与高频功率放大电路16的输入端连接，高频功率放大电路16的输出端通过天线连接线15与发射天线11连接。

Claims (1)

1.一种三维大气湍流测量装置，由湍流传感器(1)、条形磁铁(2)、垂直方向支架(3)、氢气球(4)、尼龙丝(5)、东西方向支架(6)、六通(7)、南北方向支架(8)、球型整流保温罩(9)、仪器舱(10)、发射天线(11)、高度和湿度及温度测量电路(12)、大气湍流测量电路(13)、分路采样与模数转换电路(14)、天线连接线(15)、高频功率放大电路(16)、数字调制电路(17)、前置放大电路(18)、补偿与矫正电路(19)、单片机处理与编码电路(20)、气压高度传感器(P)、湿度传感器(H)和温度传感器(T)组成，垂直方向支架(3)、东西方向支架(6)、南北方向支架(8)通过六通(7)构成三维六菱形构件；

其特征在于：所述装置设有垂直方向支架(3)、东西方向支架(6)和南北方向支架(8)三个支架，东西方向支架(6)和南北方向支架(8)互相垂直平分且在水平方向构成一个十字形，垂直方向支架(3)过东西方向支架(6)和南北方向支架(8)的中心点且垂直平分于东西方向支架(6)和南北方向支架(8)，垂直方向支架(3)、东西方向支架(6)和南北方向支架(8)的外径为8毫米，内径为6毫米，为铝管，垂直方向支架(3)、东西方向支架(6)和南北方向支架(8)的中心设有六通(7)；所述装置设有三对湍流传感器(1)和两根条形磁铁(2)，三对湍流传感器(1)分别安装于上述三个支架的两端，每只湍流传感器(1)通过单芯屏蔽线与前置放大电路(18)的输入端连接，两根条形磁铁(2)设置在南北方向支架(8)上，两根条形磁铁(2)的北极指向一致；所述装置设有氢气球(4)、尼龙丝(5)、球型整流保温罩(9)、仪器舱(10)和发射天线(11)，垂直方向支架(3)上端通过尼龙丝(5)与氢气球(4)下端连接，垂直方向支架(3)下端通过尼龙丝与球型整流保温罩(9)上端连接，球型整流保温罩(9)下端与发射天线(11)上端连接，仪器舱(10)设置在球型整流保温罩(9)内部；所述装置能够判断大气湍流来自东西方向还是南北方向，还能测量垂直方向湍流，两根条形磁铁用于保持南北方向支架(8)的指向，球型整流保温罩(9)用于减轻仪器舱的风阻，防止仪器舱(10)在空中旋转和摇摆不停。