一种船载走航低空大气剖面测量仪的制作方法
【专利摘要】本发明一种船载走航低空大气剖面测量仪，包括：特制风筝1、微型气象采集系统2、缆绳3、船载绞车4，其特征在于：所述特制风筝1由高强度碳纤维杆作为支撑骨架防雨绸作面料的专用风筝；所述缆绳3为市售的大型风筝专用凯夫拉线，最大可承受2500磅拉力。所述船载绞车4安装在船只5的尾部，由交流电机驱动控制绞车收放，绞车绞盘上是用于收放大型风筝的缆绳3；本发明具有以下优点：本发明通过船载绞车4收放缆绳3来控制微型气象采集系统2在空中的高度，可以实现对低空大气上升或下降高度上的连续气象观测，本发明所用的气象采集系统可以采集高精度的空气温度、湿度和大气压等的数据，系统本身重量轻、成本低、功耗小等优点。
【专利说明】一种船载走航低空大气剖面测量仪
【技术领域】
[0001]本发明属于海洋调查【技术领域】，具体地说涉及一种能在船舶航行过程中通过绞车收放牵引缆绳完成低空大气气象参数测量的气象测量仪。
【背景技术】
[0002]对海洋和大气边界层的观测和研究对于研究海洋与大气的相互左用和全球气候变化具有重要意义。对海洋上方低空大气的观测手段目前主要有卫星观测、船载走航气象站及投放探空气球观测、浮标定点观测等手段。
[0003]卫星对海洋上方大气的观测只能是大尺度上的观测，并且垂向观测深度和精度有限。投放探空气球观测可以获取单点垂直尺度上的大量数据，但在水平方向上进行大规模观测的数据水平方向连续性差，且成本高。船载走航气象站只能测量水平方向上一条线的气象资料，对于垂向高度上的气象观测爱莫能助。浮标定点观测只能连续测量单点的气象资料，不能获取水平和垂向尺度上的气象资料。上述观测手段均不能很好的对重点区域海洋上方的低空大气进行水平和垂向连续观测。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的是提供一种船载走航低空大气剖面测量仪，它能弥补现有对海洋上方低空大气观测手段上的不足。
[0005]为实现上述目的，本发明提供了一种船载走航低空大气剖面测量仪，包括特制风筝1、微型气象采集系统2、缆绳3、船载绞车4，其特征在于:所述特制风筝I由高强度碳纤维杆作为支撑骨架防雨绸作面料的专用风筝；
[0006]所述微型气象采集系统2包括数据采集器6、温湿度传感器7、大气压传感器8、GPS模块9、GPS模块天线10、无线数据传输模块11、无线数据传输模块天线12、电池仓13、供电电路14、封装外壳15。
[0007]所述缆绳3为市售的大型风筝专用凯夫拉线，最大可承受2500磅拉力。
[0008]所述船载绞车4安装在船只5的尾部，由交流电机驱动控制绞车收放，绞车绞盘上是用于收放大型风筝的缆绳3 ；
[0009]所述数据采集器6包括带模拟数字转换器A/D的微控制器、供电电路、串行口电路；所述微控制器通过电路连接温湿度传感器7、大气压传感器8、GPS模块9、无线数据传输模块11。
[0010]本发明由于采用以上技术方案，其具有以下优点:
[0011]1、本发明利用船舶航行产生的相对风将载有微型气象采集系统2的特制风筝I升上天空，通过船载绞车4收放缆绳3来控制微型气象采集系统2在空中的高度，可以实现对低空大气上升或下降高度上的连续气象观测，开创了对海洋上方低空大气进行气象观测的新手段。
[0012]2、本发明利用碳纤维骨架和防雨绸面料制作的特制风筝1，具有重量轻、抗强风、防雨等特点，可以在一定的恶劣天气环境中工作。
[0013]3、本发明所用的微型气象采集系统2可以采集高精度的空气温度、湿度和大气压等的数据，系统本身重量轻、成本低、功耗小等优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明的结构示意图。
[0015]图2为本发明微型气象采集系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]为了详细说明本发明的结构特点及具体操作步骤，现配合附图进行说明。
[0017]根据图1-图2所示的本发明一种船载走航低空大气剖面测量仪，包括特制风筝
(I)、微型气象采集系统(2)、缆绳(3)、船载绞车(4)，其特征在于:所述特制风筝(I)由高强度碳纤维杆作为支撑骨架防雨绸作面料的专用风筝；
[0018]所述微型气象采集系统(2)包括数据采集器(6)、温湿度传感器(7)、大气压传感器(8)、GPS模块(9)、GPS模块天线(10)、无线数据传输模块(11)、无线数据传输模块天线
(12)、电池仓(13)、供电电路(14)、封装外壳(15)。
[0019]所述缆绳(3)为市售的大型风筝专用凯夫拉线，最大可承受2500磅拉力。
[0020]所述船载绞车(4)安装在船只(5)的尾部，由交流电机驱动控制绞车收放，绞车绞盘上是用于收放大型风筝的缆绳(3)；
[0021]所述数据采集器(6)包括带模拟数字转换器A/D的微控制器、供电电路、串行口电路；所述微控制器通过电路连接温湿度传感器(7)、大气压传感器(8)、GPS模块(9)、无线数据传输模块(11)。
[0022]实施例1:
[0023]如图1所示，本发明包括特制风筝(I)、微型气象采集系统(2)、缆绳(3)、船载绞车(4)，所述特制风筝(I)、微型气象采集系统(2)、船载绞车(4)通过缆绳(3)制作成整体在调查船(5)的航行牵引下工作。船载绞车(4)选用的是市售的380V电动卷扬机，拉力为IT0缆绳(3)为市售的大型风筝专用凯夫拉线，最大可承受2500磅拉力。
[0024]实施例2:
[0025]如图2所示，微型气象采集系统⑵包括数据采集器(6)、温湿度传感器(7)、大气压传感器(8)、GPS模块(9)、GPS模块天线(10)、无线数据传输模块(11)、无线数据传输模块天线(12)、电池仓(13)、供电电路(14)、封装外壳(15)。数据采集器(6)为市售的STC89C52RC单片机，它通过串行口对各个传感器进行控制和数据采集，并通过无线数据传输模块(11)将采集的数据传送出来；温湿度传感器(7)是为市售的SHT75，大气压传感器⑶为市售的BMP085，二者均为进口，精度高，性能可靠；GPS模块(9)为市售的ublox-VK16U6 ;无线数据传输模块(11)为市售的数传电台，型号为F21DL，发射功率为
0.5W，通讯距离可达25公里；供电电路(14)中最核心的是置入了市售的了高性能LDO线性稳压器XC6219对GPS模块(9)进行供电，提高了 GPS模块(9)工作的稳定性；封装外壳
(15)采用的材料是聚苯乙烯泡沫材料，易于成型，重量轻。
[0026]实施例3:
[0027]本发明使用时，可以作如下操作步骤:
[0028]1、船载绞车(4)上的凯夫拉缆绳(3)跟特制风筝(I)连接好待用。
[0029]2、将锂电池按照顺序置入微型气象采集系统(2)的电池仓(13)，此时，地面接收中心会接收到数据,等待2?5分钟，直至GPS完成定位(通过地面接收中心接收到的数据来判断)。
[0030]3、将完成GPS定位的微型气象采集系统(2)挂在特制风筝(I)的尾部，开始根据风向和风力利用船载绞车⑷释放特制风筝(I)，根据需要利用船载绞车⑷收放来控制该微型气象采集系统(2)在空中的高度，气象观测数据通过无线传输的方式实时传输回来。
[0031]综上所述，本发明的船载走航低空大气剖面仪通过对功能器件的合理选取，创造性的实现了一种对海洋上方低空大气的新型观测手段。使用该项发明，可以实现对重点区域海洋上方的低空大气进行水平和垂向连续观测。
【权利要求】
1.一种船载走航低空大气剖面测量仪，包括特制风筝(I)、微型气象采集系统(2)、缆绳(3)、船载绞车(4)，其特征在于:所述特制风筝(I)由高强度碳纤维杆作为支撑骨架防雨绸作面料的专用风筝； 所述微型气象采集系统(2)包括数据采集器￠)、温湿度传感器(7)、大气压传感器(8)、GPS模块(9)、GPS模块天线(10)、无线数据传输模块(11)、无线数据传输模块天线(12)、电池仓(13)、供电电路(14)、封装外壳(15)； 所述缆绳(3)为市售的大型风筝专用凯夫拉线，最大可承受2500磅拉力； 所述船载绞车(4)安装在船只(5)的尾部，由交流电机驱动控制绞车收放，绞车绞盘上是用于收放大型风筝的缆绳(3)。
【文档编号】G01W1/02GK104375206SQ201410631510
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月11日 优先权日:2014年11月11日
【发明者】王海员, 李奎平, 高立宝 申请人:王海员