气象科技管理信息系统

气象科技管理信息系统

当前位置:首页 / 科技成果 / 成果展示 / 正文阅读

行业专项成果综述-基于光纤传感原理的自动站新技术研究

发布者:张岳   来源:   发布时间:2019/1/10 16:36:48   标签:   浏览次数:113

项目编号GYHY201306079

研究周期2013年1月—2015年12月

国拨经费167万元

项目负责人】刘捷

项目骨干成员董俊伟、卢聪聪、刘清惓、黄思源

项目承担单位中国华云气象科技集团公司

项目协作单位北京品傲光电科技有限公司、南京信息工程大学、宁波市气象网络与装备保障中心

主要研究成果

课题主要研究光纤温度、湿度、压力气象传感器探头的结构及优化;气象传感器的生产和标定工艺;气象传感器防辐射罩研究:根据传感器结构特点及性能特点对防辐射罩结构以进行设计,减小辐射罩对观测结果的影响。光纤气象站的智能化研究包括:在光纤气象采集器上设计满足自动气象站平台要求的软硬件结构,实现实时观测数据、状态数据的自动化智能上传。项目研发的光纤气象传感器采用光纤布拉格光栅技术实现,利用布拉格光栅的温度敏感特性制作。以实现温度变化量的检测,封装在金属材料上的热膨胀带动光栅增加其温度敏感性,达到提高传感器精度的目的。南信大团队运用流体力学软件对光纤温、湿度传感器装置进行流固耦合辐射传热仿真。最终为了获得更真实准确的观测结果,在项目研发过程中提高传感器本身的精度、一致性、稳定性外,从辐射的角度减小探头体积利用高空电子束蒸发等微电子工艺制备防辐射罩外表高反射膜,等技术使整套光纤自动站实现高精度、高稳定性和可靠性的获取观测要素。

本任务将光纤传感技术引入到气象智能监测领域,来研制光纤式温湿压智能传感器。在为物联网提供基础数据信息的各类传感技术中,光纤光栅传感技术以其极大的优势获得了各方关注,而其中最为瞩目的便是其工作的稳定性、可靠性、免维护以及强大的分布式组网拓扑能力。将光纤传感技术借鉴引进气象领域中对温度、湿度、气压要素的智能监测,充分利用光纤传感器的独特特性—本质安全、尺寸小巧、灵活定制、高精度、无需校准、波长编码、信号远程传输、分布式组网、可适合野外测量等恶劣环境、在反馈外界物理参量的持续动态信息之外还可反馈自身的工作状态。

经研究发现单根光纤可以串接几个到几十个光纤光栅传感器,将光纤式温度、湿度、气压传感器串接或者并接在通讯光缆上可以实现集中采集与监控。

传感器系统将采集各类信号并传输到附近的工作站;工作站根据需要对各类信号进行解调和预处理,并通过传输系统将传感器的信号送到数据处理和控制系统;数据处理和控制系统对数据进行二次预处理(数据的时域、频域和幅值域显示,频度计数等)、结果显示、存档和数据入库等;评估系统对监测数据进行在线评估(如初步评估等)及离线评估(如模态分析、数据融合、信息提取和挖掘)。最终实现了用光纤传感技术实现对气象三要素(温度、湿度、气压)的远程智能实时在线监测。

 

成果应用情况

    本项目已顺利完成样机设计仿真与试制,如能获得后续项目支持,可进入业务应用研究阶段。

设为首页 | 加为收藏 | 网站介绍 | 联系我们
版权所有:中国气象局  网站维护:中国气象局气象干部培训学院
业务咨询:010-68406632 技术支持:010-68406578/68409227
地址:北京市海淀区中关村南大街46号 邮编:100081 EMAIL:kjgl@cma.gov.cn 京ICP备 15008089号-2
访问次数[10132478] 当前在线[0]