一种小型化下投探空仪的制作方法

1.本实用新型涉及气象监控技术领域，具体涉及一种小型化下投探空仪。


背景技术：

2.探空仪主要是利用传感器测量大气温度、相对湿度和大气气压，同时利用探空接收机发送定位信息，反演计算风场信息及气压。以探空仪为工具的气象观测为气象、军事等领域的监测、预报等工作提供重要基础。机载下投探空仪是将探空仪从飞机等飞行器升至指定高度后投下，从而获取该高度到地面或海面之间的温度、湿度、气压、风速、风向等气象数据，同时也对沙漠等偏远、气象观测站稀少的区域有补充作用，提升了气象预报的准确率。
3.然而，现有技术中的机载下投探空仪由于受体积大、质量重等因素的影响，导致只能选择大型飞行器作为飞行平台，大大增加了探测任务的成本，同时大大制约了单次有效的装载数量，也影响了飞行器的飞行能力比如最大升限的飞行时间，导致只能通过选择性能更高的飞行器来弥补。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的下投探空仪对飞行器的要求较高的缺陷，从而提供一种小型化下投探空仪。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种小型化下投探空仪，包括：
6.壳体，其一端安装有降落伞组件；
7.传感器组件，安装在所述壳体内部，所述传感器组件设于所述壳体内远离所述降落伞组件的一端，所述壳体安装有所述传感器组件的一端与外界连通；
8.处理器组件，安装在所述壳体内，所述处理器组件设于所述降落伞组件与所述传感器组件之间，所述传感器组件和所述降落伞组件均与所述处理器组件电连接。
9.可选地，所述处理器组件包括：
10.控制模块，用于收集所述传感器组件的采集信号；
11.通讯模块，与所述控制模块电连接，所述通讯模块用于向外部接收器传输所述采集信号。
12.可选地，所述处理器组件还包括定位模块，所述定位模块内置有北斗定位单元和gps定位单元。
13.可选地，所述传感器组件包括：温度传感器、湿度传感器和气压传感器。
14.可选地，所述湿度传感器上安装有加热件。
15.可选地，所述壳体内腔中设置有保温层，所述保温层将所述壳体内壁完全覆盖。
16.可选地，所述壳体安装有所述传感器组件的一端可拆卸安装有保护帽。
17.可选地，所述降落伞组件内折叠有降落伞本体，所述降落伞本体完全展开后呈正方锥状。
18.本实用新型技术方案，具有如下优点：
19.1.本实用新型提供的小型化下投探空仪，包括：壳体，其一端安装有降落伞组件；传感器组件，安装在所述壳体内部，所述传感器组件设于所述壳体内远离所述降落伞组件的一端，所述壳体安装有所述传感器组件的一端与外界连通；处理器组件，安装在所述壳体内，所述处理器组件设于所述降落伞组件与所述传感器组件之间，所述传感器组件和所述降落伞组件均与所述处理器组件电连接。
20.整个处理器组件与降落伞组件和传感器组件电连接，处理器组件用于控制降落伞组件的打开时机，接收传感器组件采集到的采集信号，并负责将采集信号传输至外部的接收机。通过集成处理器组件，能够大大减小壳体内部组件的占用空间，缩小探空仪的整体体积，减少探空仪的重量，使得探空仪更加轻便、灵活。能够大大降低探空仪投放时对飞行器的要求，一台飞行器一次性还可携带投放多个小型化下投探空仪，能够大大降低探空仪的投放成本。
21.2.本实用新型提供的小型化下投探空仪，湿度传感器上安装有加热件。使湿度传感器具有加热功能，探空仪在经过冷云时，通过加热件对湿度传感器加热，使得湿度传感器不会出现结冰、结露现象，保证了湿度传感器的测量精度。
22.3.本实用新型提供的小型化下投探空仪，壳体内腔中设置有保温层，所述保温层将所述壳体内壁完全覆盖。通过在壳体内设置保温层，避免探空仪出舱前后温度的急剧变化导致的壳体内部组件发生故障，提升探空仪的稳定性，降低探空仪的故障率。
23.4.本实用新型提供的小型化下投探空仪，壳体安装有传感器组件的一端可拆卸安装有保护帽。外露的传感器组件用于测量温度和湿度，如果操作不正确，传感器组件可能被损坏。在存放时盖好保护帽，直到探空仪准备发射时打开保护帽。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型的实施方式中提供的小型化下投探空仪的爆炸视图。
26.图2为本实用新型的实施方式中提供的降落伞本体展开状态的结构示意图。
27.附图标记说明：1、壳体；2、传感器组件；3、处理器组件；4、顶盖；5、电池本体；6、保护帽；7、弹性缓冲绳；8、降落伞本体；9、伞盖；10、开伞器本体；11、保温层；12、充电口。
具体实施方式
28.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是
为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
31.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
32.实施例
33.如图1和图2所示为本实施例提供的一种小型化下投探空仪，包括：壳体1、传感器组件2和处理器组件3。
34.壳体1为圆筒状结构，壳体1一端设置有顶盖4，顶盖4外固定安装有降落伞组件。传感器组件2安装在壳体1内部，传感器组件2设于壳体1内远离降落伞组件的一端，壳体1安装有传感器组件2的一端与外界连通。处理器组件3安装在壳体1内，处理器组件3设于降落伞组件与传感器组件2之间，传感器组件2和降落伞组件均与处理器组件3电连接。在处理器组件3上安装有电池本体5，用来为降落伞组件、传感器组件2以及处理器组件3供电。壳体1上设置有充电口12，通过充电口12处连接外部的充电插头来为电池本体5充电。充电口12处外部连接的充电插头被拔掉后，电池本体5开始供电。本实施例中电池本体5选用单节磷酸铁锂充电电池。
35.处理器组件3包括控制模块、通讯模块和定位模块。控制模块用于收集传感器组件2的采集信号。通讯模块与控制模块电连接，通讯模块用于向外部接收器传输采集信号。定位模块内置有北斗定位单元和gps定位单元。本实施例中的定位模块为北斗/gps一体式定位模块
36.传感器组件2包括温度传感器、湿度传感器和气压传感器。在湿度传感器上安装有加热件。使湿度传感器具有加热功能，探空仪在经过冷云时，通过加热件对湿度传感器加热，使得湿度传感器不会出现结冰、结露现象，保证了湿度传感器的测量精度。壳体1内腔中设置有保温层11，保温层11将壳体1内壁完全覆盖。通过在壳体1内设置保温层11，避免探空仪出舱前后温度的急剧变化导致的壳体1内部组件发生故障，提升探空仪的稳定性，降低探空仪的故障率。
37.壳体1安装有传感器组件2的一端可拆卸安装有保护帽6。外露的传感器组件2用于测量温度和湿度，如果操作不正确，传感器组件2可能被损坏。在存放时盖好保护帽6，直到探空仪准备发射时打开保护帽6。
38.降落伞组件内折叠有降落伞本体8，降落伞本体8完全展开后呈正方锥状。能够减少初始展开降落伞本体8时的冲击负载，稳定下降期间探空仪的运动状态，使探空仪有最小的钟摆运动。
39.在投放时，小型化下投探空仪装填在无人机搭载的吊舱内，当无人机到达预设投放点后，无人机上的激活模块根据无人机内的探空激活及接收装置发送的上电指令进行上
电激活，当探空仪处于工作状态时，被吊舱传送装置投放出去。本实施例提供的小型化机载下投探空仪自高空由吊舱投射出，在降落至地面的过程中，探空仪将实时采集到的温度、湿度、气压、等数据通过无线传输方式传回到吊舱，从而实现消息互通。
40.探空仪整体外形设计为管状，为了达到最好的大气探测性能，探空仪壳体1内部的各组件的结构布局如下：传感器组件2应置放在探空仪壳体1内的下部，让传感器组件2最先接触到被测高度上的大气。传感器组件2应通风良好，使传感器组件2能与外界空气进行充分接触。为避免温度对气压的影响，气压传感器置于探空仪壳体1的内部；为了避免探空仪出舱前后温度的急剧变化对探空仪的正常工作造成影响，探空仪壳体1内设计保温层11。
41.探空仪外部结构如下：在壳体1顶部的顶盖4上固定安装降落伞组件。降落伞组件包括降落伞本体8和开伞组件。开伞组件包括伞盖9、压缝条和开伞器本体10。探空仪在投放前，由压封条连接伞盖9和开伞器本体10，将降落伞本体8压封在开伞器本体10内部；投放后在处理器组件3的控制驱动下开伞，使伞盖9受风阻脱离开伞器本体10，同时伞盖9牵引降落伞本体8至开伞器本体10外部。采用自主开伞方式，降落伞本体8以之字形折叠好后直接塞入开伞器本体10内，盖上伞盖9。降低了电熔断机制故障导致的开伞不成功，提升开伞成功率。实现了小型化探空仪的自主开伞。特殊设计的正方锥形降落伞本体8能够减少初始展开伞时的冲击负载，稳定下降期间探空仪的飞行姿态，使探空仪整体有最小的钟摆运动。降落伞本体8与开伞器本体10之间连接有弹性缓冲绳7，能够大大降低降落伞初始展开时对探空仪整体产生的冲击负载。壳体1外表面上设置运行指示灯，以指示探空仪的运行状态，在地面检测时方便确认探空仪工作情况。在湿度传感器上安装防雨帽，下雨时能够避免雨水堆积在湿度传感器，影响湿度测量。壳体1采用强度高、密度小的环氧树脂材料制作，能够减轻壳体1的重量。
42.探空仪对探测区域气象要素的测量主要分为两部分：一是利用传感器组件2测量大气温度、相对湿度和大气气压；二是向外部接收机发送北斗和gps定位信息，用于计算风场和反算气压。利用体积小、精度高的北斗/gps定位模块进行风量测量，通过接收北斗、gps卫星信号，完成定位解算。下投探空仪完成测量后，将探测数据发送给探空接收机。
43.探空仪的处理器组件3每采样完一组北斗/gps定位数据和温湿压传感器数据，并实时由通讯模块以无线电的形式发送给无人机吊舱内的探空接收机进行处理。温度传感器裸露在大气中，用于测量大气温度。湿度传感器具有加热功能，这样可使探空仪在经过冷云时，传感器不会出现结冰、结露现象，保证了传感器的测量精度。气压传感器放在探空仪壳体1内部，探空仪内部保持与大气连通，气压传感器用于测量大气气压，气压传感器还集成温度传感器，用于测量探空仪内部温度。
44.小型化下投探空仪与现有探空仪相比降低了受飞行器在操控等方面的专业要求，并且在设计上减轻了探空仪的整体重量和尺寸，不仅更为轻便、灵活，而且降低成本，运输、安装使用和维护保障更加方便、可靠；减少了飞行器的资源要求，提高了飞行器的航时和航程，同时增大了探测任务的密度，扩大了探测任务的范围，节省了飞行成本。
45.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。