申请/专利权人：中国科学院大气物理研究所;新余国科特种装备有限公司

申请日：2019-06-26

公开（公告）日：2023-12-12

公开（公告）号：CN110308499B

主分类号：G01W1/08

分类号：G01W1/08;G01W1/02;G01S19/01

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.12.12#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.08#公开

摘要：本发明提供一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，包括：电池盒、笔形电动推杆、推板安装在探空筒内上部；降落伞仓和气象探空仪安装在探空筒内下部，且气象探空仪至少部分露出于探空筒；气象探空仪露出探空筒的侧壁上开有槽口；探空筒的上端连接上盖，笔形电动推杆的下端连接推板；降落伞仓位于推板下方；所述降落伞仓内设有降落伞；气象探空仪位于降落伞仓下方，并通过绳索连接降落伞仓内的降落伞；在探空筒下端侧壁上设置受力可断的探空仪固定件，用于固定住气象探空仪；本发明能够在升空和下降过程中均能提供有效观测数据，且便于安全回收后重复使用。

主权项：1.一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，包括：上盖1、电池盒2、笔形电动推杆3、推板4、探空筒5、降落伞仓6、气象探空仪7、受力可断的探空仪固定件、天线10、降落伞14；所述电池盒2、笔形电动推杆3、推板4安装在探空筒5内上部；所述降落伞仓6和气象探空仪7安装在探空筒5内下部，且气象探空仪7至少部分露出于探空筒5；气象探空仪7露出探空筒5的侧壁上开有槽口701；探空筒5的上端连接上盖1，笔形电动推杆3的下端连接推板4；降落伞仓6位于推板4下方；所述降落伞仓6内设有降落伞14；气象探空仪7位于降落伞仓6下方，并通过绳索连接降落伞仓6内的降落伞14；在探空筒5下端侧壁上设置受力可断的探空仪固定件，用于固定住气象探空仪7；电池盒2连接笔形电动推杆3，气象探空仪7通过导线连接笔形电动推杆3；气象探空仪7下端连接有天线10；还包括一能够伸出气象探空仪7的支架9；支架9的内端连接在气象探空仪7的槽口701内，外端伸出槽口701；在支架9外端设置有至少一个探测传感器；还包括支架9的回收保护机构；回收保护机构包括通电能够熔断的电热丝11、拉绳12、弹簧13；弹簧13的一端连接支架9朝向槽口701一侧，另一端连接在气象探空仪7内；拉绳12的一端连接支架9背离槽口701一侧，另一端连接电热丝11；电热丝11固定在气象探空仪7外壁；电热丝11连接气象探空仪7的主板；通过弹簧13和拉绳12之间的拉力平衡使得气象探空仪7支架9能伸展至气象探空仪7外侧；支架9采用柔性电路板。

全文数据：可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置技术领域本发明属于高空大气探测的技术领域，尤其是一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置。背景技术气象探空仪是大气热动力垂直分布观测的重要手段之一，具有体积小、重量轻的优势，便于地面站点施放，被世界各地广泛用于高空大气的精细温度、湿度、气压、风速和风向廓线观测。目前，全球范围内有1000多个探空站点组成的探空观测网络。中国国内有120多个探空站点，每天进行至少2次常规观测，汛期、特殊天气或有其他科研业务需求时会开展加密观测。观测站点的气象探空仪由常规乳胶气球携带升空，提供上升阶段的探测数据。到达一定高度后，气球破裂，气象探空仪随之下降。但下落速度快，垂直分辨率低，导致气象探空仪在下降阶段的探测数据基本不可用。此外，目前气象探空仪为一次性使用仪器，对观测维持费用要求高。发明内容本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，能够在升空和下降过程中均能提供有效观测数据，且便于安全回收后重复使用。本发明采用的技术方案是：一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，包括：上盖、电池盒、笔形电动推杆、推板、探空筒、降落伞仓、气象探空仪、受力可断的探空仪固定件、天线、降落伞；所述电池盒、笔形电动推杆、推板安装在探空筒内上部；所述降落伞仓和气象探空仪安装在探空筒内下部，且气象探空仪至少部分露出于探空筒；气象探空仪露出探空筒的侧壁上开有槽口；探空筒的上端连接上盖，笔形电动推杆的下端连接推板；降落伞仓位于推板下方；所述降落伞仓内设有降落伞；气象探空仪位于降落伞仓下方，并通过绳索连接降落伞仓内的降落伞；在探空筒下端侧壁上设置受力可断的探空仪固定件，用于固定住气象探空仪；电池盒连接笔形电动推杆，气象探空仪通过导线连接笔形电动推杆；气象探空仪下端连接有天线。进一步地，本发明还包括一能够伸出气象探空仪的支架；支架的内端连接在气象探空仪的槽口内，外端伸出槽口；在支架外端设置有至少一个探测传感器。进一步地，本发明还包括支架的回收保护机构；回收保护机构包括通电能够熔断的电热丝、拉绳、弹簧；弹簧的一端连接支架朝向槽口一侧，另一端连接在气象探空仪内；拉绳的一端连接支架背离槽口一侧，另一端连接电热丝；电热丝固定在气象探空仪外壁；电热丝连接气象探空仪的主板；通过弹簧和拉绳之间的拉力平衡使得气象探空仪支架能伸展至气象探空仪外侧。进一步地，支架采用柔性电路板。进一步地，降落伞仓采用两瓣可分离的弧形半圆片构成。进一步地，探空仪固定件采用尼龙销钉。进一步地，气象探空仪内设有GPS模块。进一步地，气象探空仪内置有电池。本发明的优点在于：本发明具有部件不易受损，可回收复用，经济实用的优点。此外，本装置设有降落伞，在提供常规气象探空仪升空过程探测数据的基础上，还能提供有效可用的、高垂直分辨率的下降过程探测数据；是一种能提供大气温度、湿度、气压、风速和风向气象要素垂直观测的气象探空装置，在升空和下降过程中均能提供有效观测数据；本发明可有效减小气象探空的观测成本，有助于气象探空更广范围推广和更长时间持续，同时可以增加探空观测数据积累，进而为气候变化研究发展和数值模式参数化方案优化提供一种重要的资料源。附图说明图1为常规乳胶气球携带本装置升空观测示意图。图2a和2b为本发明的结构示意图。图3为本发明的支架和支架的回收保护机构示意图。图4为本发明的降落伞携带气象探空仪下降观测示意图。具体实施方式下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。本发明提出的一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，包括：上盖1、电池盒2、笔形电动推杆3、推板4、探空筒5、降落伞仓6、气象探空仪7、受力可断的销钉8、天线10、降落伞14；所述电池盒2、笔形电动推杆3、推板4安装在探空筒5内上部；所述降落伞仓6和气象探空仪7安装在探空筒5内下部，且气象探空仪7至少部分露出于探空筒5；气象探空仪7露出探空筒5的侧壁上开有槽口701，便于大气探测传感器接触空气进行探测，以得到探测数据；探空筒5的上端用上盖1封闭，笔形电动推杆3的下端连接推板4；降落伞仓6位于推板4下方；所述降落伞仓6内设有降落伞14；气象探空仪7位于降落伞仓6下方，并通过绳索连接降落伞仓6内的降落伞14；在探空筒5内设置降落伞仓可有利于降落伞仓随带降落伞滑出；降落伞仓6可采用两瓣可分离的弧形半圆片构成；在探空筒5下端侧壁上设置销钉8，固定住气象探空仪7；销钉8采用尼龙销钉，受到一定推力会折断；电池盒2连接笔形电动推杆3，气象探空仪7通过导线连接笔形电动推杆3；本发明中，气象探空仪7连接笔形电动推杆3的导线采用细线，受一定拉力可断；气象探空仪7下端连接有天线10；用于向地面实时发送本装置的探测数据；对于一些温度传感器、湿度传感器，为了更好地进行探测，本发明中设置可伸出气象探空仪7的支架9；支架9的内端连接在气象探空仪7的槽口701内，外端伸出槽口701；温度传感器、湿度传感器安装在支架9的外端，并电连接气象探空仪7的主板；支架9优选采用柔性支架，例如采用柔性电路板形成支架；在升降正常观测过程中，气象探空仪7的温度传感器、湿度传感器置于支架9外端，落地时极有可能由于地面冲撞或者侧翻损坏；为了使得这些探测传感器安全落地，本装置设有支架9的回收保护机构；回收保护机构包括通电能够熔断的电热丝11、拉绳12、弹簧13；弹簧13的一端连接支架9朝向槽口701一侧，另一端连接在气象探空仪7内；拉绳12的一端连接支架9背离槽口701一侧，另一端连接电热丝11；电热丝11通过两个螺栓固定在气象探空仪7外壁；电热丝11连接气象探空仪7的主板；通过弹簧13和拉绳12之间的拉力平衡使得气象探空仪7支架9能伸展至气象探空仪7外侧；本气象探空装置由常规乳胶气球连于装置上盖的耳座处携带升空，如图1所示；气象探空仪7内部自带锂电池供电，提供大气温度、湿度、气压和GPS（GlobalPositioningSystem：全球定位系统）观测。气球升速约为5ms，上升高度一般在30km左右，GPS数据用于计算风速和风向，具体为本技术领域人员所熟知，此处不再赘述。根据实际需要，本装置可选择使用下列三种方式之一触发下降阶段的观测指令：1）GPS高度预设：即在本装置升空前预设某一GPS高度参数至气象探空仪7的主板，升空到达该GPS高度后执行下降观测指令；2）时间预设：即在本装置升空前预设某一观测时长参数至气象探空仪7的主板，升空到达该时长后执行下降观测指令；3）气球破裂判定：气球破裂后，本装置会随之下降，在本装置升空前预设某一GPS高度连续下降参数至气象探空仪7的主板，超过该预定参数后，则判定气球已经破裂，随即执行下降观测指令。执行下降观测指令时，笔形电动推杆3由电池盒2供电伸展，推动推板4往下运动，进而推动降落伞仓6和气象探空仪7往下运动，直至降落伞仓6和气象探空仪7冲断尼龙销钉8后自由下落完全脱离探空筒5。降落伞仓6和气象探空仪7脱离探空筒5后开始自由落体运动，降落伞仓6由于受高空风和空气浮力作用分离出其内包裹的降落伞14；降落伞14的伞面在高空风和浮力作用下迅速展开，而后携带气象探空仪7开始缓降，气象探空仪7在缓降过程中通过天线10实时向地面发送可用的、高垂直分辨率的大气温度、湿度、气压、风向和风速探测数据。气象探空仪7同时可发送GPS定位数据，方便在落地后查找回收。本气象探空装置升空前，根据施放区域的周边海拔情况对气象探空仪7的主板预设某一最低GPS安全高度参数，当气象探空仪7下落至该预设最低GPS安全高度参数时，主板发出支架9回收保护指令，支架9上方的电热丝11通电熔断，拉绳12随即与电热丝11脱离，支架9受到连于其上的弹簧13拉力作用，回收进入气象探空仪7的侧壁槽口内，整个支架9的回收过程完成。本装置设有降落伞14使得最终着陆速度缓慢，此外设有支架9的回收保护机构，两者共同作用提供气象探空仪7的落地保护，便于安全回收及可重复使用。最后应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

权利要求：1.一种可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，包括：上盖1、电池盒2、笔形电动推杆3、推板4、探空筒5、降落伞仓6、气象探空仪7、受力可断的探空仪固定件、天线10、降落伞14；所述电池盒2、笔形电动推杆3、推板4安装在探空筒5内上部；所述降落伞仓6和气象探空仪7安装在探空筒5内下部，且气象探空仪7至少部分露出于探空筒5；气象探空仪7露出探空筒5的侧壁上开有槽口701；探空筒5的上端连接上盖1，笔形电动推杆3的下端连接推板4；降落伞仓6位于推板4下方；所述降落伞仓6内设有降落伞14；气象探空仪7位于降落伞仓6下方，并通过绳索连接降落伞仓6内的降落伞14；在探空筒5下端侧壁上设置受力可断的探空仪固定件，用于固定住气象探空仪7；电池盒2连接笔形电动推杆3，气象探空仪7通过导线连接笔形电动推杆3；气象探空仪7下端连接有天线10。2.如权利要求1所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，还包括一能够伸出气象探空仪7的支架9；支架9的内端连接在气象探空仪7的槽口701内，外端伸出槽口701；在支架9外端设置有至少一个探测传感器。3.如权利要求2所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，还包括支架9的回收保护机构；回收保护机构包括通电能够熔断的电热丝11、拉绳12、弹簧13；弹簧13的一端连接支架9朝向槽口701一侧，另一端连接在气象探空仪7内；拉绳12的一端连接支架9背离槽口701一侧，另一端连接电热丝11；电热丝11固定在气象探空仪7外壁；电热丝11连接气象探空仪7的主板；通过弹簧13和拉绳12之间的拉力平衡使得气象探空仪7支架9能伸展至气象探空仪7外侧。4.如权利要求2所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，支架9采用柔性电路板。5.如权利要求1所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，降落伞仓6采用两瓣可分离的弧形半圆片构成。6.如权利要求1所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，探空仪固定件采用尼龙销钉。7.如权利要求1所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，气象探空仪7内设有GPS模块。8.如权利要求1所述的可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置，其特征在于，气象探空仪7内置有电池。

百度查询： 中国科学院大气物理研究所;新余国科特种装备有限公司 可回收复用的升降双程有效测量的气象探空装置

免责声明
1、本报告根据公开、合法渠道获得相关数据和信息，力求客观、公正，但并不保证数据的最终完整性和准确性。
2、报告中的分析和结论仅反映本公司于发布本报告当日的职业理解，仅供参考使用，不能作为本公司承担任何法律责任的依据或者凭证。

阅读全文 双屏查看 官方信息 专利公告 收藏专利 下载PDF 下载WORD