[实用新型]一种大气要素探测仪及大气要素探测系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及大气探测技术领域，尤其涉及一种大气要素探测仪及包括该大气要素探测仪的大气要素探测系统。

背景技术

综合气象观测是我国气象事业发展的基础，是现代气象业务体系的重要组成部分，在国家防灾减灾和应对气候变化中占有重要地位。高空气象观测作为综合气象观测系统的重要组成部分，可为天气系统分析预报和气候变化监测评估提供基础观测数据，对降低自然灾害风险起重要作用。目前，大气探测技术朝着高精度、多功能和小型化趋势发展，探测仪器的稳定性和精度将直接影响观测资料的质量。地面至高空约12公里的大气对流层集中了约75％的大气质量和90％以上的水汽质量，是大气层中与人类关系最为密切的一层。高时空分辨率和高精度的对流层区域多大气要素垂直分布特征观测是气候变化研究的重要基础和手段，亟需开展观测技术研究，研发相关观测仪器将有助于认知对流层区域的一些关键科学问题。

发明内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种大气要素探测仪及包括该大气要素探测仪的大气要素探测系统。，以解决现有技术中的问题。

作为本实用新型的第一个方面，提供一种大气要素探测仪，其中，所述大气要素探测仪能够在地面至高空12公里对流层区域进行探测，所述大气要素探测仪包括壳体、数据采集器、温湿压一体式传感器、上行太阳辐射传感器、下行太阳辐射传感器、姿态控制器、GPS传感器、通信模块和旋转平衡机构，所述壳体包括侧壁、与所述侧壁可拆卸连接的顶盖以及与所述侧壁固定连接的底盖，所述侧壁、所述顶盖和所述底盖围成空腔，所述数据采集器、温湿压一体式传感器、姿态控制器、GPS传感器和通信模块均设置在所述底盖上，且位于所述空腔内，所述顶盖上设置有下行太阳辐射传感器，所述底盖上设置有所述上行太阳辐射传感器，且所述下行太阳辐射传感器和所述上行辐射传感器均位于所述空腔外，所述温湿压一体式传感器、太阳辐射传感器、姿态控制器、GPS传感器和通信模块均与所述数据采集器连接，

所述温湿压一体式传感器能够采集地面至高空12公里的温度、湿度和气压，

所述姿态控制器能够采集所述大气要素探测仪在地面至高空12公里的姿态信息，

所述GPS传感器能够对所述大气要素探测仪在升空过程中进行定位，

所述数据采集器能够将所述温湿压一体式传感器、太阳辐射传感器、姿态控制器和GPS传感器采集到的数据通过所述通信模块发送至上位机，所述旋转平衡机构设置在所述壳体上。

优选地，所述下行太阳辐射传感器包括第一长波辐射传感器和第一短波辐射传感器，所述上行太阳辐射传感器包括第二短波辐射传感器和第二长波辐射传感器，所述第一长波辐射传感器和所述第一短波辐射传感器均设置在所述顶盖上，且所述第一长波辐射传感器和所述第一短波辐射传感器能够采集下行太阳辐射，所述第二短波辐射传感器和所述第二长波辐射传感器均设置在所述底盖上，且所述第二短波辐射传感器和所述第二长波辐射传感器能够采集上行太阳辐射。

优选地，所述姿态控制器包括数字罗盘、磁阻传感器和两轴倾斜传感器，所述数字罗盘、磁阻传感器和两轴倾斜传感器均与所述数据采集器连接。

优选地，所述数据采集器包括ZQZ-BH2数据采集器。

优选地，所述旋转平衡机构包括相互垂直的横轴和竖轴，所述竖轴贯穿所述底盖和所述顶盖设置，所述横轴的两端通过轴承固定在所述侧壁上。

优选地，所述大气要素探测仪还包括电池，所述电池与所述数据采集器连接，用于向所述数据采集器提供电能。

优选地，所述通信模块包括无线通信模块。

优选地，所述壳体的侧壁为椭圆形侧壁。

作为本实用新型的第二个方面，提供一种大气要素探测系统，其中，所述大气要素探测系统包括前文所述的大气要素探测仪、上位机和至少一个探空气球，所述大气要素探测仪与所述上位机通信连接，所述探空气球与所述大气要素探测仪的竖轴连接。

优选地，所述大气要素探测系统包括两个探空气球，且所述探空气球均充有氦气。

本实用新型提供的大气要素探测仪，设置有多种传感器，能够对多大气要素进行垂直廓线探测，有效探测对流层区域的温度、湿度、气压、风向、风速和太阳辐射的垂直结构特征。本实用新型提供的大气要素探测仪在提高大气综合探测技术的基础上，能够有助于推进对流层区域大气热动力分布特征及其机理的观测研究，并为气象预报、大气环境监测等现代气象观测系统建设和发展提供良好的技术支撑和保障。

附图说明