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全自动探空装备凸显八大创新技术(20110218)

发布者:   来源:   发布时间:2011/12/31 10:08:30   标签:   浏览次数:6306


■攻克八大关键技术,实现三项发明专利、两项实用新型专利和一项软件著作权的自主创新。
■可在大风情况下实现自动放球。
■可填补无人地区高空大气探测的空白。

    气象报通讯员赵春生报道 日前,笔者从国家2007年度公益性行业 (气象)科研专项——“全自动探空装备的研制”项目组获悉,该项目组成功研制的全自动探空装备,是智能化高空气象观测系统,也是国内唯一可无人值守自动观测从地面至35千米高空、 200千米范围内的大气温度、湿度、压力、风速和风向等气象参数的遥测遥控气象站。该装备的研发成功填补了偏远地区、山区、沙漠、湖海等无人地区高空大气探测的空白。
    该项目是由南京大桥机器有限公司承担的。
据介绍,全自动探空装备应用了机械工程技术、自动控制技术、计算机技术、图形显示技术、物联网技术等,通过程序控制自动化设备,能在大风情况下(8级风以下)实现自动放球,自动激活探空仪电池;探空仪自动基测;对气球自动充气;探空仪自动施放;自动跟踪、接收探空数据和数据处理,自动将气象信息传输至外部网络,运行人员在远方监控中心就能对设备运行状况进行直观、实时监视和遥控,实现真正无人值守气象站的管理。
该项目的八大创新技术主要体现在以下几个方面。
    一是探空仪存放和自动化加料转盘。在全自动探空装备里,有24个探空仪安放在自动转盘上等待施放。按照计算机控制指令,依次完成转盘转动、探空仪电池激活及检测、加料支撑臂加载探空仪、探空气球自动充气、探空气球及探空仪的自动释放等过程。
    二是探空气球自动充气和自动释放。设计有一套特殊结构的气球充气装置,替代原人工充气、探空仪和气球人工捆扎的过程,达到气球人工充气、捆扎结果。
    三是放球筒及风向随动挡风屏装置。探空气球充气是在放球筒内进行,因此,在8级风 (20米/秒)以下都能实现探空气球自动充气。设计有风向标和双曲面顶盖挡风屏构成的风向随动系统,根据风向方位,使放球筒顶盖打开方向对着迎风方向,便于气球的升空。
    四是气动控制装置。气动控制装置由弱电器件构成,在运转过程中不会产生放电火化、不会产生静电效应,系统控制电路也简单,有利于防止因氢气泄漏而导致的安全事故。
    五是远程监控及传输系统。采用无线网桥构建视频监控、 IP宽带网络系统,可很好地满足使用要求,具有很强的灵活性和可扩充性。高速无线网桥融合了网络通信和无线传输的最新技术与成果,实现了大流量数据和实时业务混传系统,最远传输距离可以达到50公里以上,并且不受山川、河流、桥梁道路等复杂地形限制。
六是气体储存及气体泄漏检测。气体的储存采用两组可以切换的、每组15只气瓶并联的氢气瓶集装装置, 30只气瓶可以保证进行至少24次探空任务。每组集装装置能够单独置换,通过管道输送至放球筒,附带的氢气检测器可对氢气泄漏进行检测。
    七是中心站综合软件。中心站综合软件主要包括系统管理软件、GPS探空接收及处理软件、远程控制软件三个软件模块。监控中心站必须支撑数据传输与处理、远端站图像的监控显示、远端站设备的控制、远端传感器信号的采集处理以及话音通信等功能,因此,中心站综合软件的集成设计至关重要。
    八是高精度GPS探 空 系 统 。GPS技术应用到探空仪是探空仪体制的革新。采用GPS技术实现气象探空是国际上探空仪发展的重要趋势,高空测风技术体制优先向GPS测风技术体制过渡,以利于提高测风精度和探空水平。
    据悉,全自动探空装备的研制成功,丰富了我国气象装备的技术手段及综合监测能力,适应了气象综合观测从人工、定性观测向自动化遥感遥测、定量观测转变的迫切需求,实现了高准确度、高时空分辨率、连续、自动、一体化定量观测的目标。
    全自动探空装备可广泛应用于气象、农业、水利、民航、环保、国防等领域,具有巨大的经济和社会效益。
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