[实用新型]一种基于真均方根转换器的温度脉动仪

说明书

技术领域

本实用新型属于一种测量大气光学参数的电子测量仪器，具体是一种基于真均方根转换器的温度脉动仪。它主要适用于大气科学研究，以及气象、航空、激光大气传输、军事等领域。

背景技术

温度脉动仪主要应用于大气光学湍流测量。从20世纪70年代初至今，美国、德国和印度等国家已研制了一系列温度脉动仪，在研制方法的可靠性和成熟度上不断得到提升。如，Darryl和David设计的直流电桥的温度脉动仪，Demos设计的探空气球和飞机搭载温度脉动仪等均可测量大气湍流廓线。在国内，中国科学院安徽光学精密机械研究所最先开展了温度脉动仪研制工作，利用温度脉动仪进行了大量的实验研究，在国内得到了普遍认可。80年代初，曾宗泳等研制一种间歇供电直流电桥式温度脉动仪，进行了大量的近地面大气光学湍流测量，而后又研制了温度脉动探空仪，用于整层大气光学湍流廓线测量。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足提供一种基于真均方根转换器的温度脉动仪。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

基于真均方根转换器的温度脉动仪，包括两个传感器、传感器支撑杆、和以真均方根计算器AD637为核心计算电路的电路板单元；所述传感器包括直径8μm的抛光合金白钨丝和支架，抛光白合金钨丝用于测量温度脉动信号，所述支架包括镀银铜杆和耐高温管，镀银铜杆一端设置凹槽，耐高温管套在耐高温管外部，抛光合金白钨丝两端固定在两个镀银铜杆的凹槽中，所述传感器支撑杆的两端各支撑一个传感器；所述传感器支撑杆单元采用长1m的铝合金管；电路板单元包括电压差测量单元、滤波放大单元和均方根计算单元；电压差测量单元主要包括恒流源、方波发生电路、开关电路、采样保持器、惠斯通电桥和差分放大电路；两个传感器连接惠斯通电桥的两个测量臂。

本实用新型的优点和效果为：

1温度脉动仪的传感器采用了特殊的设计，传感器材料选用了直径8μm的抛光合金白钨丝，降低了太阳辐射引进的测量误差，提高了传感器的响应频率；传感器支架的凹槽增加了钨丝与支架的有效接触面积，耐高温管降低了支架所产生热辐射对测量精度的影响。

2在温度脉动仪电路设计中，通过真均方根计算器AD637计算温度差信号的均方根，芯片内部由模拟器件组成。相对于数字计算电路，这种信号处理方法简化了电路结构，降低了制作成本，减小了数模转换引进的测量误差，提高了对大气湍流高频谱的测量精度。

附图说明

图1为基于真均方根转换器的温度脉动仪的传感器结构示意图；

图2为基于真均方根转换器的温度脉动仪的信号流程框图；

图3为本实用新型在实验场所测大气折射率结构常数日变化情况。

具体实施方式

以下结合具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

1、温度脉动仪设计原理

大气折射率结构常数通常用来描述光学湍流的起伏强度，可以定量描述大气湍流对光波传输的影响。根据Kolmogoro√的局地均匀各向同性理论，可以得到大气折射率结构常数的计算公式如下：

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