一種船載走航低空大氣剖面測量儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種船載走航低空大氣剖面測量儀，包括：特制風箏1、微型氣象采集系統(tǒng)2、纜繩3、船載絞車4，其特征在于：所述特制風箏1由高強度碳纖維桿作為支撐骨架防雨綢作面料的專用風箏；所述纜繩3為市售的大型風箏專用凱夫拉線，最大可承受2500磅拉力。所述船載絞車4安裝在船只5的尾部，由交流電機驅(qū)動控制絞車收放，絞車絞盤上是用于收放大型風箏的纜繩3；本發(fā)明具有以下優(yōu)點：本發(fā)明通過船載絞車4收放纜繩3來控制微型氣象采集系統(tǒng)2在空中的高度，可以實現(xiàn)對低空大氣上升或下降高度上的連續(xù)氣象觀測，本發(fā)明所用的氣象采集系統(tǒng)可以采集高精度的空氣溫度、濕度和大氣壓等的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)本身重量輕、成本低、功耗小等優(yōu)點。
【專利說明】一種船載走航低空大氣剖面測量儀

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于海洋調(diào)查【技術領域】，具體地說涉及一種能在船舶航行過程中通過絞車收放牽引纜繩完成低空大氣氣象參數(shù)測量的氣象測量儀。

【背景技術】
[0002]對海洋和大氣邊界層的觀測和研究對于研究海洋與大氣的相互左用和全球氣候變化具有重要意義。對海洋上方低空大氣的觀測手段目前主要有衛(wèi)星觀測、船載走航氣象站及投放探空氣球觀測、浮標定點觀測等手段。
[0003]衛(wèi)星對海洋上方大氣的觀測只能是大尺度上的觀測，并且垂向觀測深度和精度有限。投放探空氣球觀測可以獲取單點垂直尺度上的大量數(shù)據(jù)，但在水平方向上進行大規(guī)模觀測的數(shù)據(jù)水平方向連續(xù)性差，且成本高。船載走航氣象站只能測量水平方向上一條線的氣象資料，對于垂向高度上的氣象觀測愛莫能助。浮標定點觀測只能連續(xù)測量單點的氣象資料，不能獲取水平和垂向尺度上的氣象資料。上述觀測手段均不能很好的對重點區(qū)域海洋上方的低空大氣進行水平和垂向連續(xù)觀測。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種船載走航低空大氣剖面測量儀，它能彌補現(xiàn)有對海洋上方低空大氣觀測手段上的不足。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種船載走航低空大氣剖面測量儀，包括特制風箏1、微型氣象采集系統(tǒng)2、纜繩3、船載絞車4，其特征在于:所述特制風箏I由高強度碳纖維桿作為支撐骨架防雨綢作面料的專用風箏；
[0006]所述微型氣象采集系統(tǒng)2包括數(shù)據(jù)采集器6、溫濕度傳感器7、大氣壓傳感器8、GPS模塊9、GPS模塊天線10、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊天線12、電池倉13、供電電路14、封裝外殼15。
[0007]所述纜繩3為市售的大型風箏專用凱夫拉線，最大可承受2500磅拉力。
[0008]所述船載絞車4安裝在船只5的尾部，由交流電機驅(qū)動控制絞車收放，絞車絞盤上是用于收放大型風箏的纜繩3 ；
[0009]所述數(shù)據(jù)采集器6包括帶模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器A/D的微控制器、供電電路、串行口電路；所述微控制器通過電路連接溫濕度傳感器7、大氣壓傳感器8、GPS模塊9、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊11。
[0010]本發(fā)明由于采用以上技術方案，其具有以下優(yōu)點:
[0011]1、本發(fā)明利用船舶航行產(chǎn)生的相對風將載有微型氣象采集系統(tǒng)2的特制風箏I升上天空，通過船載絞車4收放纜繩3來控制微型氣象采集系統(tǒng)2在空中的高度，可以實現(xiàn)對低空大氣上升或下降高度上的連續(xù)氣象觀測，開創(chuàng)了對海洋上方低空大氣進行氣象觀測的新手段。
[0012]2、本發(fā)明利用碳纖維骨架和防雨綢面料制作的特制風箏1，具有重量輕、抗強風、防雨等特點，可以在一定的惡劣天氣環(huán)境中工作。
[0013]3、本發(fā)明所用的微型氣象采集系統(tǒng)2可以采集高精度的空氣溫度、濕度和大氣壓等的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)本身重量輕、成本低、功耗小等優(yōu)點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明微型氣象采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0016]為了詳細說明本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特點及具體操作步驟，現(xiàn)配合附圖進行說明。
[0017]根據(jù)圖1-圖2所示的本發(fā)明一種船載走航低空大氣剖面測量儀，包括特制風箏
(I)、微型氣象采集系統(tǒng)(2)、纜繩(3)、船載絞車(4)，其特征在于:所述特制風箏(I)由高強度碳纖維桿作為支撐骨架防雨綢作面料的專用風箏；
[0018]所述微型氣象采集系統(tǒng)(2)包括數(shù)據(jù)采集器(6)、溫濕度傳感器(7)、大氣壓傳感器(8)、GPS模塊(9)、GPS模塊天線(10)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊天線
(12)、電池倉(13)、供電電路(14)、封裝外殼(15)。
[0019]所述纜繩(3)為市售的大型風箏專用凱夫拉線，最大可承受2500磅拉力。
[0020]所述船載絞車(4)安裝在船只(5)的尾部，由交流電機驅(qū)動控制絞車收放，絞車絞盤上是用于收放大型風箏的纜繩(3)；
[0021]所述數(shù)據(jù)采集器(6)包括帶模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器A/D的微控制器、供電電路、串行口電路；所述微控制器通過電路連接溫濕度傳感器(7)、大氣壓傳感器(8)、GPS模塊(9)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)。
[0022]實施例1:
[0023]如圖1所示，本發(fā)明包括特制風箏(I)、微型氣象采集系統(tǒng)(2)、纜繩(3)、船載絞車(4)，所述特制風箏(I)、微型氣象采集系統(tǒng)(2)、船載絞車(4)通過纜繩(3)制作成整體在調(diào)查船(5)的航行牽引下工作。船載絞車(4)選用的是市售的380V電動卷揚機，拉力為IT0纜繩(3)為市售的大型風箏專用凱夫拉線，最大可承受2500磅拉力。
[0024]實施例2:
[0025]如圖2所示，微型氣象采集系統(tǒng)⑵包括數(shù)據(jù)采集器(6)、溫濕度傳感器(7)、大氣壓傳感器(8)、GPS模塊(9)、GPS模塊天線(10)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊天線(12)、電池倉(13)、供電電路(14)、封裝外殼(15)。數(shù)據(jù)采集器(6)為市售的STC89C52RC單片機，它通過串行口對各個傳感器進行控制和數(shù)據(jù)采集，并通過無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)將采集的數(shù)據(jù)傳送出來；溫濕度傳感器(7)是為市售的SHT75，大氣壓傳感器⑶為市售的BMP085，二者均為進口，精度高，性能可靠；GPS模塊(9)為市售的ublox-VK16U6 ;無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)為市售的數(shù)傳電臺，型號為F21DL，發(fā)射功率為
0.5W，通訊距離可達25公里；供電電路(14)中最核心的是置入了市售的了高性能LDO線性穩(wěn)壓器XC6219對GPS模塊(9)進行供電，提高了 GPS模塊(9)工作的穩(wěn)定性；封裝外殼
(15)采用的材料是聚苯乙烯泡沫材料，易于成型，重量輕。
[0026]實施例3:
[0027]本發(fā)明使用時，可以作如下操作步驟:
[0028]1、船載絞車(4)上的凱夫拉纜繩(3)跟特制風箏(I)連接好待用。
[0029]2、將鋰電池按照順序置入微型氣象采集系統(tǒng)(2)的電池倉(13)，此時，地面接收中心會接收到數(shù)據(jù),等待2?5分鐘，直至GPS完成定位(通過地面接收中心接收到的數(shù)據(jù)來判斷)。
[0030]3、將完成GPS定位的微型氣象采集系統(tǒng)(2)掛在特制風箏(I)的尾部，開始根據(jù)風向和風力利用船載絞車⑷釋放特制風箏(I)，根據(jù)需要利用船載絞車⑷收放來控制該微型氣象采集系統(tǒng)(2)在空中的高度，氣象觀測數(shù)據(jù)通過無線傳輸?shù)姆绞綄崟r傳輸回來。
[0031]綜上所述，本發(fā)明的船載走航低空大氣剖面儀通過對功能器件的合理選取，創(chuàng)造性的實現(xiàn)了一種對海洋上方低空大氣的新型觀測手段。使用該項發(fā)明，可以實現(xiàn)對重點區(qū)域海洋上方的低空大氣進行水平和垂向連續(xù)觀測。
【權(quán)利要求】
1.一種船載走航低空大氣剖面測量儀，包括特制風箏(I)、微型氣象采集系統(tǒng)(2)、纜繩(3)、船載絞車(4)，其特征在于:所述特制風箏(I)由高強度碳纖維桿作為支撐骨架防雨綢作面料的專用風箏； 所述微型氣象采集系統(tǒng)(2)包括數(shù)據(jù)采集器￠)、溫濕度傳感器(7)、大氣壓傳感器(8)、GPS模塊(9)、GPS模塊天線(10)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊(11)、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊天線(12)、電池倉(13)、供電電路(14)、封裝外殼(15)； 所述纜繩(3)為市售的大型風箏專用凱夫拉線，最大可承受2500磅拉力； 所述船載絞車(4)安裝在船只(5)的尾部，由交流電機驅(qū)動控制絞車收放，絞車絞盤上是用于收放大型風箏的纜繩(3)。
【文檔編號】G01W1/02GK104375206SQ201410631510
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月11日
【發(fā)明者】王海員, 李奎平, 高立寶 申請人:王海員