专利名称：大气湍流和气象探空仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量高空大气湍流和气象的装置，尤其是大气湍流和气象探空仪。
背景技术：
目前，人们为了对大气中的温度、湿度和气压等气象参数进行测量，常使用59型电码式探空仪。它由信号变换部件分别联接传感部件、发射机和电源构成，其中的传感部件采用双金属片测温、肠衣测湿、气压空盒测压；测量时，信号变换部件将传感部件输出的位移量变换成莫尔斯电码，然后由该电码调制400MHz的无线电发射机将温湿压信号发送给地面接收。但是，这种电码式探空仪存在着诸多的不足之处，首先，传感部件均为位移量传感器，它们的精度低、反应慢，其中的测温精度仅0.5℃、滞后时间为4秒，测相对湿度的精度为5％、滞后时间在10秒以上，这就极易造成对低层大气存在的温湿变化较大的突变层的漏测，而突变层的测量对于研究大气对光电测量影响的红外修正和低仰角折射修正都有重要的意义；其次，高分辨率天文观测以及自适应光学均需了解整层大气湍流即折射率结构常数Cn2的特征，而现有的传感器不能进行大气湍流的测量；再次，采用将位移量变换成莫尔斯电码后再经发射机传送信号的信号变换部件，除了只得选用位移量传感器外，自身也有变换的误差大、响应慢、效率低的缺陷。
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和气象探空仪。
所采用的技术方案包括依次联接的传感部件、信号变换部件和发射机以及电源，特别是所说的传感部件由温度传感器、湿度传感器、气压传感器、基准传感器和湍流传感器组成，用于将待测的物理量变换成电信号，其中，温度传感器为铂电阻、湿度传感器为外裹湿纤维的铂电阻、气压传感器为气压空盒的指针与线绕电阻的滑动触点相连接、基准传感器为精密电阻、湍流传感器为两只相距0.5至2米的温度脉动探测器探头；所说的信号变换部件由多路开关件和U6频率变换器LM331组成，用于将传感器部件输出的电信号变换成音频信号后送往发射机，其中，多路开关件由U1模拟多路开关4051、U2晶体震荡器32.768KHz、U3反相器4069、U4脉冲发生器4518和U5模拟多路开关4051构成，用于将各传感器输出的电信号分时选送U6频率变换器LM331，U1的脚13接温度传感器、脚14接湿度传感器、脚12接气压传感器、脚15接基准传感器、脚10经U2接U4的脚1、脚11接U4的脚Q1、脚6经U3接U4的脚Q4、脚3接U5的脚13，U5的脚14接湍流传感器、脚11接U4的脚Q4、脚10、脚9和脚6接地、脚3接U6，U6频率变换器LM331用于将多路开关件送来的电压信号变换成音频信号后送往发射机，U6的脚7接U5的脚3、脚3接发射机的输入端；所说的电源与传感部件、信号变换部件、发射机电连接。
作为技术方案的进一步改进，所述的温度脉动探测器探头为长度为10至15毫米、直径为8至13微米的钨丝；所述的湿度传感器中的纤维为棉纤维，所说的棉纤维与自动加水管相接通。
相对于现有技术的有益效果是，其一，选用输出电信号的温湿压传感器和精密电阻作为基准传感器，提高了测温测湿的精度，减小了滞后的误差，获得的20公里以下的测温精度小于0.2℃、反应时间小于1秒，测湿精度小于2％(相对湿度)、反应时间小于2秒；其二，能对大气湍流进行有效地测量，可测得2×10-18m-2/3的弱湍流；其三，采用由多路开关件和U6频率变换器LM331组成的信号变换部件，使信号变换的精度、效率均得以提高，且快速有序。
以下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中的温度传感器11、湿度传感器12、气压传感器13、基准传感器14分别接信号变换部件2中的多路开关件21的U1模拟多路开关4051的脚13、脚14、脚12和脚15，湍流传感器15接多路开关件21的U5模拟多路开关4051的脚14。多路开关件21的U1模拟多路开关4051的脚10经U2晶体震荡器32.768KHz后接U4脉冲发生器4518的脚1，脚11接U4的脚Q1，脚6经U3反向器4069后接U4的脚Q4，脚3接U5的脚13；U5的脚11接U4的脚Q4，脚10、脚9和脚6接地，脚3接U6频率变换器LM331的脚7。U6的脚3接400MHz的无线电发射机3的输入端。电源4分接传感部件1中的各传感器、信号变换部件2中的各相应元器件和发射机3。图1中的温度传感器11为铂电阻，湿度传感器12为外裹湿纤维的铂电阻，气压传感器13为气压空盒的指针与线绕电阻的滑动触点相连接构成，基准传感器14为精密电阻，湍流传感器15为两只相距1米的温度脉动探测器探头，每只探头由长度为13毫米、直径为10微米的钨丝构成。
使用时，由U4脉冲发生器4518产生的脚Q4的脉冲信号经U3反向器4069送U1模拟多路开关4051的脚6，使U4的脚1和脚Q1组成的选通信号在送往U1的脚10、脚11后，U1于2秒的周期内以0.5秒为时段分别选通温度传感器11、湿度传感器12、气压传感器13、基准传感器14的通道，以便将上述各个传感器的电信号分时经U5送往U6；U4的脚Q4的脉冲信号也同时送U5模拟多路开关4051的脚11，使U5以10秒为时段分别选通U1和湍流传感器15的通道，将上述两通道的电信号分时送往U6。U6频率变换器LM331将送来的0至3伏电信号变换为100至3000Hz的音频信号，再输出去调制发射机3。400MHz的无线电发射机3将载有温度、湿度、气压和大气湍流信息的无线电波发射后由地面接收。
权利要求1.一种大气湍流和气象探空仪，包括依次联接的传感部件(1)、信号变换部件(2)和发射机(3)以及电源(4)，其特征在于1.1、所说的传感部件(1)由温度传感器(11)、湿度传感器(12)、气压传感器(13)、基准传感器(14)和湍流传感器(15)组成，用于将待测的物理量变换成电信号，其中，温度传感器(11)为铂电阻、湿度传感器(12)为外裹湿纤维的铂电阻、气压传感器(13)为气压空盒的指针与线绕电阻的滑动触点相连接、基准传感器(14)为精密电阻、湍流传感器(15)为两只相距0.5至2米的温度脉动探测器探头；1.2、所说的信号变换部件(2)由多路开关件(21)和U6频率变换器LM331组成，用于将传感器部件(1)输出的电信号变换成音频信号后送往发射机(3)，其中，多路开关件(21)由U1模拟多路开关4051、U2晶体震荡器32.768KHz、U3反相器4069、U4脉冲发生器4518和U5模拟多路开关4051构成，用于将各传感器输出的电信号分时选送U6频率变换器LM331，U1的脚13接温度传感器(11)、脚14接湿度传感器(12)、脚12接气压传感器(13)、脚15接基准传感器(14)、脚10经U2接U4的脚1、脚11接U4的脚Q1、脚6经U3接U4的脚Q4、脚3接U5的脚13，U5的脚14接湍流传感器(15)、脚11接U4的脚Q4、脚10、脚9和脚6接地、脚3接U6，U6频率变换器LM331用于将多路开关件(21)送来的电压信号变换成音频信号后送往发射机(3)，U6的脚7接U5的脚3、脚3接发射机(3)的输入端；1.3、所说的电源(4)与传感部件(1)、信号变换部件(2)、发射机(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的探空仪，其特征是温度脉动探测器探头为长度为10至15毫米、直径为8至13微米的钨丝。
3.根据权利要求1所述的探空仪，其特征是湿度传感器(12)中的纤维为棉纤维，所说的棉纤维与自动加水管相接通。
专利摘要本实用新型公开了一种大气湍流和气象探空仪。它包括依次联接的传感部件(1)、信号变换部件(2)和发射机(3)以及电源(4)，特别是传感部件(1)由温度传感器(11)、湿度传感器(12)、气压传感器(13)、基准传感器(14)和湍流传感器(15)组成，用于将待测的物理量变换成电信号；信号变换部件(2)由U1模拟多路开关4051、U2晶体震荡器32.768KHz、U3反相器4069、U4脉冲发生器4518和U5模拟多路开关4051构成的多路开关件(21)和U6频率变换器LM331组成，用于将传感器部件(1)的电信号变换成音频信号送往发射机(3)；电源(4)与传感部件(1)、信号变换部件(2)、发射机(3)电连接。它测温测湿的精度高、反应快，并能对大气湍流进行有效地测量。
文档编号G01W1/00GK2556654SQ0226257
公开日2003年6月18日 申请日期2002年6月18日 优先权日2002年6月18日
发明者吴晓庆, 曾宗泳, 马成胜, 袁仁民 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所