探空气球的切割分离器及具有其的探空气球的制作方法

本实用新型涉及气象参数探测技术领域，具体涉及一种探空气球的切割分离器及具有其的探空气球。

背景技术：

探空气球主要用于把无线电探空仪携带到高空，以便进行温度、压力、湿度和风等气象要素的探测。是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用。

以往，探空气球的施放大多是探空气球一直上升直至爆破，在这一过程中，探空气球在平流层的驻留时间较短，检测到的气象要素有限。要想得到更多的气象要素，就需要延长探空气球在平流层的驻留时间，将探空气球在一定高度实现平漂。

为此，专利文献201610160785.8公开了一种平流层气象参数定高探测装置，其包括探空气球和定高气球，探空气球和定高气球之间通过探空铅锤绳连接，探空铅锤绳上安装有用于在探空气球和定高气球到达目标高度后切断探空铅锤绳的切割装置，并且，该切割装置为定时切割装置。该定高探测装置使用时，先预置好对探空铅锤绳进行切割的切割时间，当探空气球上升达到预置的切割时间后通过切割执行机构切断探空铅锤绳，使探空气球和定高气球分离，探空气球继续上升，平飘气球在预定高度实现平飘。

这种定高探测装置是通过预置切割时间来实现探空气球与定高气球分离的，然而，由于探空气球的上升速度并不确定，切割时间到达后定高气球并不一定处于预定的探测高度，进而导致对探空气球高度的控制精度不高，切割分离的时机不恰当，影响气象参数探测的效果。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种探空气球的切割分离器及具有其的探空气球，以解决现有技术中的气象探测用探空气球的切割分离时机不当、高度控制精度不高的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种探空气球的切割分离器，其中，探空气球包括动力球和平飘球，动力球和平飘球之间通过连接绳相连接，该切割分离器包括：定位模块，用于对探空气球进行定位；熔断电路，与连接绳连接，用于在探空气球上升至预定高度时切断连接绳；控制电路，与定位模块及熔断电路连接，用于在探空气球上升至预定高度时控制熔断电路切段连接绳；供电装置，用于为切割分离器中的耗电元件供电。

进一步地，切割分离器还包括：泡沫保温盒，泡沫保温盒安装在连接绳上，定位模块、熔断电路、控制电路以及供电装置均安装在泡沫保温盒内。

进一步地，定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块。

进一步地，控制电路主要包括单片机。

进一步地，供电装置为内置锂电池组。

进一步地，连接绳为热熔断尼龙绳。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种探空气球，包括动力球和平飘球，动力球和平飘球之间通过连接绳相连接，连接绳上安装有用于在探空气球上升至预定高度后切断连接绳的切割分离器，切割分离器包括：定位模块，用于对探空气球进行定位；熔断电路，与连接绳连接，用于在探空气球上升至预定高度时切断连接绳；控制电路，与定位模块及熔断电路连接，用于在探空气球上升至预定高度时控制熔断电路切段连接绳；供电装置，用于为切割分离器中的耗电元件供电。

进一步地，切割分离器还包括：泡沫保温盒，泡沫保温盒安装在连接绳上，定位模块、熔断电路、控制电路以及供电装置均安装在泡沫保温盒内。

进一步地，定位模块为GPS定位模块或北斗定位模块。

进一步地，控制电路主要包括单片机。

进一步地，供电装置为内置锂电池组。

进一步地，连接绳为热熔断尼龙绳。

应用上述技术方案的切割分离器，通过定位模块实时获取探空气球的位置信息，并将该位置信息发送至控制电路，控制电路接收位置信息，并判断探空气球是否达到预定高度，当探空气球达到预定高度时，控制电路控制熔断电路工作，将动力球和平飘球之间的连接绳熔断，动力球继续上升，平飘球在平流层的预定高度内平飘，该切割分离器通过定位模块对探空气球进行定位，直接根据探空气球的高度控制连接绳切断的时机，相比于现有的通过预置切割时间来确定高度的方式，本实用新型的切割分离器高度控制的精度更高，解决了现有技术中的探空气球切割分离时机不当、高度控制精度不高的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例的切割分离器的结构示意简图。

图2为本实用新型实施例的探空气球的结构示意简图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、定位模块；20、熔断电路；30、控制电路；40、供电装置；50、泡沫保温盒；100、动力球；200、平飘球；300、连接绳；400、气象探空仪。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本实用新型作更全面、细致地描述，但本实用新型的保护范围并不限于以下具体的实施例。

除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。

如图1所示，一种本实用新型实施例的切割分离器，该切割分离器用于安装在探空气球上，当探空气球上升至预定高度后切断动力球100和平飘球200之间的连接绳300，实现动力球100与平飘球200的分离。该切割分离器包括定位模块10、熔断电路20、控制电路30和供电装置40，其中，定位模块10用于对探空气球进行定位，获取探空气球的上升高度；熔断电路20与连接绳300连接，用于在探空气球上升至预定高度时切断连接绳300；控制电路30与定位模块10及熔断电路20连接，用于接收定位模块10获取的探空气球位置信号，当探空气球上升至预定高度时，由控制电路30控制熔断电路20切段连接绳300；供电装置40，用于为切割分离器中的耗电元件(如定位模块10、熔断电路20和控制电路30)供电。

应用上述技术方案的切割分离器，通过定位模块10实时获取探空气球的位置信息，并将该位置信息发送至控制电路30，控制电路30接收位置信息，并判断探空气球是否达到预定高度，当探空气球达到预定高度时，控制电路30控制熔断电路20工作，将动力球100和平飘球200之间的连接绳300切断，动力球100继续上升，平飘球200在平流层的预定高度内平飘，该切割分离器通过定位模块对探空气球进行定位，直接根据探空气球的高度控制连接绳切断的时机，相比于现有的通过预置切割时间来确定高度的方式，本实用新型的切割分离器高度控制的精度更高，解决了现有技术中的探空气球切割分离时机不当、高度控制精度不高的问题。

为了保证切割分离器中的所有电路在高空环境下能够正常工作，在本实施例中，切割分离器还包括一个泡沫保温盒50，该泡沫保温盒50安装在连接绳300上。切割分离器中的定位模块10、熔断电路20、控制电路30以及供电装置40均安装在泡沫保温盒50内。探空气球上升到高空的过程中环境温度变化幅度较大，若不采取保温措施，在高空环境下切割分离器中的电路可能无法正常工作。通过设置泡沫保温盒50，并将切割分离器中的电路置于该泡沫保温盒50内，有效确保了切割分离器在高空环境下的正常工作。

在本实施例中，定位模块10优选采用GPS定位模块或北斗定位模块。通过该定位模块10可实时地获取探空气球的位置信息，尤其是高度信息。控制电路30的核心部件为单片机。供电装置40优选为内置锂电池组。连接绳300优选为热熔断尼龙绳。

如图2所示，一种本实用新型实施例的探空气球，包括动力球100和平飘球200，动力球100和平飘球200之间通过连接绳300相连接，平飘球200的下方连接有气象探空仪400，连接绳300上安装有上述的切割分离器。该切割分离器用于在探空气球上升至预定高度后切断连接绳300。

该切割分离器及探空气球的工作原理和使用方法如下：

预先在控制电路30(单片机)中设定探空气球所需控制高度，切割分离器接通电源后，定位模块10和控制电路30即进入工作状态，大约等待不超过3分钟，定位模块10已经能够稳定接收所在空域的GPS或北斗卫星信号；探空气球逐渐上升，上升过程中定位模块10以每秒一次的频率向控制电路30的单片机发送实时高度数据，单片机不断将实时高度与设定高度进行比较，当实时高度大于设定高度时，单片机经三次判断，确定已达到设定高度便立即向熔断电路20发出指令，接通熔断元件电源，使连接绳300熔断，使动力球100和平飘球200分离，切割分离器跟随动力球100飞离，即完成动力球100与平飘球200的切割分离。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。