[实用新型]一种涡动相关通量观测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及气象监测技术领域，具体指一种涡动相关通量观测系统。

背景技术

涡动观测系统，采用涡动协方差原理，是一种微气象学的测量方法，可以测量能量通量(显热通量、潜热通量、动量通量)和物质通量(CO₂/H₂O/CH₄/N₂O)以及一些空气动力学参数等，主要应用于边界层理论研究、大气扩散、能量收支研究、水分等物质收支等众多领域。

涡动观测系统多设有三维全向非正交声阵，包括设于上方的第一、第三和第五双向传感器，还包括设于下方的第二、第四和第六双向传感器，第一、第三和第五双向传感器与第二、第四和第六双向传感器配合分别形成三个声程。

测量数据主要取决于三个声程上超声信号的发射、接收、处理、模数转换，因此声程的调校相当重要，不当的声程设定将导致测量失准。

实用新型内容

本实用新型为了弥补现有技术的上述不足，提供了一种涡动相关通量观测系统，具体方案如下。

一种涡动相关通量观测系统，包括主机，以及分设于主机上、下方的超声发射单元和超声接受单元，超声发射单元和超声接受单元分别具有三支伞状分布的支撑臂，超声发射单元、超声接受单元的支撑臂末端分别设有相互交叉配合的超声发射头、超声接收头，超声发射头、超声接收头与主机电连接，超声发射单元设有用于绕其中轴自转的上伺服电机，上伺服电机与主机电连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：当系统自检或初始化设置时，通过主机检测超声发射头、超声接收头的匹配信号，并根据反馈的信号强度驱动伺服电机对超声发射单元、超声接收单元的配合方位进行自转微调，直到获得最佳的反馈信号强度，实现了观测系统的声程自动调校，提高了测量数据的有效性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种涡动相关通量观测系统，包括主机1，以及分设于主机上、下方的超声发射单元2和超声接受单元3，超声发射单元2和超声接受单元3分别具有三支伞状分布的支撑臂4，超声发射单元2、超声接受单元3的支撑臂4末端分别设有相互交叉配合的超声发射头5、超声接收头6，超声发射头5、超声接收头6与主机1电连接，超声发射单元2设有用于绕其中轴自转的上伺服电机21，上伺服电机21与主机1电连接。

当系统自检或初始化设置时，主机控制上伺服电机对超声发射单元进行自转微调，并检测微调前后超声发射头、超声接收头的信号匹配强度，以此判断出能获得更佳反馈信号强度的调校方向，然后再次控制上伺服电机对超声发射单元进行自转微调，直到获得最佳的信号匹配强度。

上述技术方案通过主机检测超声发射头、超声接收头的匹配信号，并根据反馈的信号强度驱动伺服电机对超声发射单元、超声接收单元的配合方位进行自转微调，直到获得最佳的反馈信号强度，实现了观测系统的声程自动调校，提高了测量数据的有效性。

较佳的，主机1上方通过一支架11设有上气体检测舱7，上伺服电机6固定在上气体检测舱7上。通过上气体检测舱可以测量二氧化碳、臭氧以及水蒸气浓度、空气温度和大气压，增强了系统的综合检测能力。

较佳的，超声接收单元3也设有用于绕其中轴自转的下伺服电机31。当系统自检或初始化设置时，主机控制上伺服电机和下伺服电机对超声发射单元和超声接收单元进行反向的自转微调，并检测微调前后超声发射头、超声接收头的信号匹配强度，以此判断出能获得更佳反馈信号强度的调校方向，然后再次控制上伺服电机和下伺服电机对超声发射单元和超声接收单元进行自转微调，直到获得最佳的信号匹配强度。

较佳的，主机1下方通过另一支架12设有下气体检测舱8，下伺服电机31固定在下气体检测舱8上。通过下气体检测舱也可以测量二氧化碳、臭氧以及水蒸气浓度、空气温度和大气压，将其测量结果与上气体检测舱的测量结果进行比较和运算，可以提高数据的有效性。

对于本领域的技术人员来说，可根据本实用新型所揭示的结构和原理获得其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都属于本实用新型的保护范畴。