[实用新型]自动气象站风传感器防冻控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及防冻控制，具体是指自动气象站风传感器防冻控制系统。

背景技术

在气温较低的国家或地区，如芬兰等国家的自动气象站风传感器，多采用功率≤4W的加热装置，仅考虑温度指标，在气温≤4℃的天气条件下，由自动气象站自动启动加热装置，对风传感器进行加热，融化雨凇和雾凇对风传感器的冻结，但在我国的试点站运行中，效果并不十分理想，因此，解决风传感器雨雾凇冻害问题，仅考虑气温是不全面的。有人对自动气象站风传感器雨雾凇冻害进行了研究，认为风传感器覆冰冻结是温度、湿度、风速等气象条件综合因素的结果，雨雾凇混合积冰出现频率高，对风传感器的冻结时间最长，危害最大，提出严重覆冰的基本条件及特征是温度为-5～0℃，平均风速≤5m/s,空气相对湿度>80%的冻雨或重雾雪天气。根据以上覆冰的临界条件，以气温、平均风速、相对湿度3个实时气象要素指标，作为风传感器冻结、融化的判断依据设计出了针对风传感器的自动加热控制电路，可防止或消除风传感器的冻结，达到自动气象站风传感器防冻保护的目的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，控制方式简单、生产成本低的自动气象站风传感器防冻控制系统。

本实用新型的实现方案如下：自动气象站风传感器防冻控制系统，主要由单片机、以及与单片机连接通讯接口电路和光电隔离驱动电路构成，所述通讯接口电路连接有参数采样电路，所述光电隔离驱动电路连接有加热电路；所述由单片机、通讯接口电路和光电隔离驱动电路均连接有电源管理电路；所述通讯接口电路与参数采样电路还设置有指令控制电路。

所述参数采样电路包括气温传感器、风速传感器、湿度传感器。

所述指令控制电路包括PC机，所述PC机与通讯接口电路连接。

所述通讯接口电路包括通讯线RS232，所述通讯线RS232的DB9端连接有NIH232CP芯片，所述通讯线RS232的另一端与PC机连接，NIH232CP芯片与单片机连接。

所述NIH232CP芯片的V-接口连接有接地电容C3，所述通讯线RS232的DB9端的2号接口与NIH232CP芯片的T1OUT引脚连接，通讯线RS232的DB9端的3号接口与NIH232CP芯片的R1IN引脚连接，所述NIH232CP芯片的C1+引脚和C1-连接有电容C4，所述NIH232CP芯片的C2+引脚和C2-连接有电容C5。

所述单片机为ATmega8型单片机。

本实用新型中，参数采样部分利用自动气象站测量的实时数据，通过自编软件提取自动气象站测量的实时气象要素指标，以温度为-5～0℃，平均风速≤5m/s, 空气相对湿度>80%为临界值，确定指令控制电路是否发送指令。当达到设定标准时，通过通讯接口电路给ATmega8型单片机发出指令，再经过光电隔离驱动电路，控制加热电路启动或停止工作。

采用电阻加热丝为风传感器防冻害元件，安置在风传感器内壳轴承套上方。使用交流36V的安全电压作为加热电压，加热功率约为8.6W，以保证对人体和仪器的安全。当水汽条件不具备凝结时能够停止加热融冻，进而达到节约能源的目的。

通讯接口电路：因为PC机RS232串口采用的是RS232传输协议，它的高低电平分别为-l2V和+12V，与单片机的电平不一致，所以不能将PC机和单片机用电缆直接进行连接，在PC机和单片机之间必须增加一个RS232/TTL电平转换电路，即通讯接口电路，通信接口电路通常选择专用的RS232接口电平转换集成电路，如MAX232、HIN232等，NIH232和MAX232可以直接互换。这里选用HIN232芯片来完成串口接口电路。

本实用新型的优点在于：加热电路安装在传感器内部，对风流场不产生影响，没有机械摩擦影响，不影响观测数据准确性。加热电路的预期寿命及周期为 2年以上，可以随自动气象站检定周期进行检查维护，同时，电阻加热丝装置具有易换性、易维护性、易维修和价格低廉。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图。

图2为通讯接口电路电路图。

具体实施方式

实施例一

如图1、2所示。 

自动气象站风传感器防冻控制系统，主要由单片机、以及与单片机连接通讯接口电路和光电隔离驱动电路构成，所述通讯接口电路连接有参数采样电路，所述光电隔离驱动电路连接有加热电路；所述由单片机、通讯接口电路和光电隔离驱动电路均连接有电源管理电路；所述通讯接口电路与参数采样电路还设置有指令控制电路。