基于正交测风原理的新型自动气象装置的制作方法

本发明涉及气象环境监测领域，具体涉及一种气象装置。
背景技术：
：自1999年起，我国开始从芬兰引进许多的气象观测设备，由于这些设备的进入以及相关测量系统的建成，这标志着我国的气象检测正在开启一个全新的时代。随后自动气象观测技术得以大力发展，在2000年时，第一批设备正式投入到工作当中。到目前为止，我国已经成为了拥有许多观测设备的国家，并且建立了相对完善的系统，能够实现气象数据的自动采集，以及能够进行快速实时的传输[7]。由于之前我国的许多观测设备都是已进口为主，在气象数据变得尤为重要的今天，自主生产气象设备则显得尤为重要。目前我国已经有许多的观测设备生产厂家，并且这些厂家都是经过中国气象局审查合格的单位。例如由北京华创升达高科技发展公司所生产的caws-600系列，以及来自长春仪器的dyyz-ll等系列，都有着卓越的性能以及许多功能。这些自主研发的自动气象观测设备在我国气象中得以大量的使用和推广，使得我国自动气象站的发展百花齐放。在近几十年中得到了大力的发展。自1999年我国从芬兰进口第一批气象设备开始，我国气象观测技术得到了质的飞跃，从我国气象部门建立以及各个地区的自动气象站相继建立以来，我国的地面观测系统以及各类自动气象观测站已经建有16000多套各种类型各种功能以及不同和用途的自动气象站。自动化观测已经得到了全面的使用和研究，这就意味着我国气象系统的主体在发生改变，技术以及数据也得到了极大的提高。测风仪器在我国所有的气象部门中占有不可或缺的地位，然而针对绝大多数的气象单位来说，对于测风仪器的选择仍然是传统的机械旋转式测风传感器，这些传感器就是我们平时生活中常见的风杯风速传感器和单翼风速传感器，以此来进行对于风速和风向的测量。这些常见的测风传感器能够对于所需数据进行采集，但是由于机械式的构造结构，所以旋转惯性在这些测风仪器中是不可避免的。因此对于测风数据的检测就会失去瞬时变化的一个风速值。这就会给风速的研究和检测带来一个巨大的困难，也是现如今法解决的问题。气象站中的传统机械测风仪器在进行测风工作时，因为其工作特性以及在运行中所测得的数据来自两个不同的方向，所以在测得的数据中可以明显看出在时间因素和其他因素是不一样的。更加由于风速测量中存在一种湍流特征，使得我们从测风仪器中所获得的数据误差增大。在风杯传感器和单翼式风速传感器在启动时风速不同的原因，有可能使得测量的数据完全错误。正是由于传统的机械式旋转测风传感器存在这些特征，给进一步研究风对航空航天，军事，导弹的弹道以及飞行带来了许多的困难。因此，结构坚固，实用性大的自动测风仪器的研究就显得尤为重要。基于正交测风原理的测风仪器则可以摆脱传统的困扰，能够实时准确的对于风速以及风向角数据进行采集，因为这种测风仪器使用两组硅压阻差压传感器相互正交，在测压口连接四根测风管，这样的结构方式更加的稳固，而且摆脱了传统的机械旋转式传感器，因此它就可以避免由于转动惯性所带来的误差，这使得研究人员们对于气象要素中风速的测量更加的准确，气象信息的质量也得以提高，对于军事以及航天方面也做出了重大的贡献。现有技术中一定要保持感压管的管孔水平，这样才能够有效的防治测量环境中的液体不慎进入到测风传感器中，这样就会使传感器不能够正常的工作，甚至损坏测风传感器。传统的管孔在大风暴雨天气下，容易造成液体随风进入进气管，如不及时清理会引起检测数据失真，严重的传感器进水，则会造成传感器损坏。技术实现要素：本发明的目的在于解决原有传感器与进气风管位置设置不合理导致的传感器进水或者风管堵塞而引起的传感器损坏或者检测数据失真。本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案：一种基于正交测风原理的新型自动气象装置，包括检测电路、进气风管，进气风管一端与检测电路的微差压传感器连接进气嘴连接，还包括顶盖、设置在顶盖下方的底座，底座上设置有与东南西北位置对应的风口，风口连接进气风管，所述微差压传感器设置在固定于顶盖上的pcb板上；所述微差压传感器分为用于测量南北方向风压的南北微差压传感器和用于测量东西方向风压的东西微差压传感器，南北微差压传感器的两个进气嘴分别连接南北方向的风口，东西微差压传感器的两个进气嘴分别连接东西方向的风口。上述技术方案中，所述微差压传感器水平位置高于风口。上述技术方案中，所述进气风管为弧形管，弧形结构能够保证风进入风管后不因为风管折叠或者风管路径过于复杂，减少风进入风管后的风速损失。上述技术方案中，所述顶盖上设置有用于与底座配合安装的凹槽。上述技术方案中，所述检测电路包括处理器，处理器链接有a/d转换器和电源管理芯片，所述a/d转换器连接微差压传感器。上述技术方案中，所述处理器还连接有i2c接口，i/o接口，所述i2c接口连接有气压传感器，所述i/o接口链接有温度传感器。上述技术方案中，风口为半圆形凹槽结构，半圆形的凹槽结构能够有效的将来自各个方向的风引入进气风管。上述技术方案中，底座下方还设置有支撑管，支撑管为中通结构用于布线。本发明因为采用上述技术方案，因此具备以下有益效果：本申请进气风管采用弧形结构，且风口水平高度需要低于微差压传感器7的高度，这样即使在雨天，雨水随风进入进气风管，在重力等作用下，液体也回沿进气风管从风口流出。本申请风口采用半圆形凹槽结构，半圆形的凹槽结构能够有效的将来自各个方向的风引入进气风管。通过实验测试发现，如不采用半圆形凹槽结构，如风向与进气风管管口轴线方向存在夹角，则会造成风不容易引入进气风管。附图说明图1为本发明结构示意图；图2为本发明倒置后，剖开底座后示意图；图3为本发明顶盖、pcb板以及传感器的位置关系示意图；图4为实现电路框图。具体实施方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。如图1所示本申请的本申请提供的一种气象装置包括设置正最底部的支撑管3，支撑杆与底座连接，底座上设置有风口2，底座顶端安装设置有顶盖1。如图2所示，图2为本发明正水平方向上旋转180°后，将底座剖开后的示意图，旋转的目的上为了让本领域技术人员更直观的理解本申请的技术方案。如图2所示风口2连接有进气风管5，进气风管5另一端连接微差压传感器7的进气嘴7-1连接。如图3所示，pcb板6安装于顶盖1上，顶盖1上设置有多个安装柱1-3用于固定pcb板6，显而易见都为了实现将pcb板安装于顶盖之上，本领域技术人员能够从现有技术中获取其他安装方式，如粘接，卡接等安装方式。作为优选方式，进气风管5采用如图3所示的弧形结构，且风口2水平高度需要低于微差压传感器7的高度，这样即使在雨天，雨水随风进入进气风管5，在重力等作用下，液体也回沿进气风管从风口流出。作为优选方式，风口2采用半圆形凹槽结构，半圆形的凹槽结构能够有效的将来自各个方向的风引入进气风管5。通过实验测试发现，如不采用半圆形凹槽结构，如风向与进气风管5管口轴线方向存在夹角，则会造成风不容易引入进气风管5。本发明提供的基于正交测风原理的自动气象站系统电路包含最小系统电路，a/d转换接口电路(a/d转换器)，按键电路(选配)，电源电路，稳压电路，温温度传感器电路，气压传感器电路以及两组相互正交的硅压阻差压传感器电路，以此构成完整电路，由图4所示。微差压传感器是硅压阻差压传感器，硅压阻差压传感器是当前国内外相较之下非常先进的压力传感器。因此，选用了sm5852差压传感器，sm5852应用了当今先进的coms数字信号处理技术以及最先进的差压传感器加工技术，具有对温度进行补偿、对于多阶压力的一系列修正、放大以及数据的校准。选择sm5852型硅压阻差压传感器作为测风元件，是由于以下原因：(1)反应速度快。因为sm5852型差压传感器是用单晶硅材料制成的，因此在感受到外界数据变化时能够迅速的做出反应，并且反应速度是普通差压传感器的几十倍以上。而且对于sm5852驱动并不需要特殊的供电要求，使得电路设计更加简洁方便。(2)误差小。由于sm5852传感器中的差压信号接收、信号检测以及信号转换功能的实现都是由相同的器件实现，不存在间接的传输和转换，所以这使得测量的误差大大降低。(3)测量范围广。因为其为固定元件不同于传统的机械旋转部件，因此它具有许多的优点，具有更加小巧的设计以及整个传感器的质量很小。测量安装时都十分方便，正是由于这些原因所以使得其测量动态范围很广。当然作为本领域技术人员可以根据需求，选择其他型号的差压传感器。实施例1一种基于正交测风原理的新型自动气象装置，包括检测电路、进气风管5，进气风管一端与检测电路的微差压传感器7的进气嘴7-1连接，还包括顶盖、设置在顶盖下方的底座，底座上设置有与东南西北位置对应的风口2，风口2连接进气风管5，所述微差压传感器7设置在固定于顶盖上pcb板上；所述微差压传感器7分为用于测量南北方向风压的南北微差压传感器和用于测量东西方向风压的东西微差压传感器，南北微差压传感器的两个进气嘴7-1分别连接南北方向的风口2，东西微差压传感器的两个进气嘴7-1分别连接东西方向的风口2。所述进气风管5为弧形管。风口2为半圆形凹槽结构。底座下方还设置有支撑管3，支撑管为中通结构用于布线。主要技术指标温度检测精度0.1°风向检测精度1°风速检测精度(单位)0.1m/s采集器雨量检测精度(单位)0.1mm气压检测精度(单位)0.30.1hpa工作电流＜300ma工作电压12v当前第1页12