[发明专利]一种风速脉动湍流探空系统

权利要求书

1.一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，包括气球、切断器、降落伞、回收追踪系统、风速脉动系统以及气象探空系统，所述气球、降落伞、回收追踪系统、风速脉动系统以及气象探空系统从上到下依次通过线缆连接，所述切断器设置在气球与降落伞的连接线上；风速脉动系统实时测量地面到高空预设高度垂直方向上的风向风速，记录设备的姿态和GPS信息，气象探空系统实时采集垂直方向的温度湿度大气压力数据，回收追踪系统判断设备所处的地理位置，当返回的高度数据到达预设高度，控制切断器剪断气球和降落伞之间的连接线，降落伞带着设备降落到地面，从而回收整个系统。

2.根据权利要求1所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述风速脉动系统包括球形搭载台，所述球形搭载台内设置有工控机、第一锂电池、第一GPS模块、姿态记录仪、AD转换器、DC-DC电源以及电桥，所述球形搭载台外设置GPS天线以及热线风速仪探头，热线风速仪的探头固定在球形搭载台外部顶端的支架上，所述GPS天线与第一GPS模块连接，所述第一GPS模块、姿态记录仪、AD转换器分别通过RS232串口与工控机连接，第一锂电池的输出端分别与工控机以及DC-DC电源的输入端连接，DC-DC电源分别给第一GPS模块、姿态记录仪、AD转换器、电桥以及热线风速仪探头供电，热线风速仪探头通过电桥与AD转换器的模拟信号端口连接。

3.根据权利要求2所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述AD转换器的型号为ARM Cortex M4，所述姿态记录仪的型号为UP MULTI-ROTORS AUTOPILOT，所述第一GPS模块的主芯片型号为ublox UBX-M8030，所述工控机的处理器采用IntelI5，所述第一锂电池采用型号为18650d的锂电池组，所述DC-DC电源将锂电池的电压转换为12V。

4.根据权利要求2所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述电桥采用惠斯通电桥。

5.根据权利要求2所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述球形搭载台采用球形泡沫作为外壳，球形搭载台内设置两个金属盒，一个金属盒内放置工控机以及第一锂电池，另一个金属盒内放置第一GPS模块、姿态记录仪、AD转换器、DC-DC电源以及电桥，金属盒与外壳的间隙用泡沫填充。

6.根据权利要求1所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述气象探空系统包括第二锂电池、探空仪以及采集器，所述第二锂电池给探空仪以及采集器供电，所述第二锂电池的供电电压为6V，探空仪与采集器通过RS232串口连接。

7.根据权利要求6所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述探空仪采用Imet-4RSB无线电探空仪。

8.根据权利要求6所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述采集器采用STM32F1系列单片机，采集探空仪的数据并存储到内置的SD卡。

9.根据权利要求1所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述回收系统采用铱星追踪设备，铱星追踪设备包括第二GPS模块以及主控模块，主控模块的型号为SL4300，第二GPS模块与主控模块通过RS232串口连接，主控模块与切断器之间通过铱星卫星信号进行无线通讯连接，当第二GPS模块返回的高度数据到达25km，主控模块控制切断器工作，切断气球和降落伞之间的连接线。

10.根据权利要求1所述的一种风速脉动湍流探空系统，其特征在于，所述气球直径为10m，内部填充氦气，气球搭载力为30Kg，升空高度最高为30Km，升空速度5～7m/s。