本申請涉及一種探空儀，尤其涉及一種用于揭示核電廠廠址地區(qū)大氣擴散基本特征和規(guī)律的探空儀。
背景技術：
在現(xiàn)有技術中，高空探測一般是指對地面至空中各個高度上水平氣流的方向和速度，即風向、風速的測定。實時、準確的高空風探測資料是進行天氣分析預報的最基礎資料。氣象業(yè)務中，通常利用隨氣流飄動的物體在空中運動的軌跡來進行高空風的探測，稱之為軌跡法測風，主要技術關鍵在于準確獲取飛行中氣球的位置信息。
技術實現(xiàn)要素：
本申請所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種探空儀。
為解決以上技術問題，本申請采取如下技術方案：
一種探空儀，它包括，大氣監(jiān)測系統(tǒng)及地面接收系統(tǒng)，所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)包括氣球、用于測量環(huán)境溫度的溫度傳感器、用于測量氣壓的氣壓傳感器、用于對探空儀實時定位的GPS模塊、用于接收和計算所述的溫度傳感器、氣壓傳感器和GPS模塊的采集數(shù)據(jù)的微控制器、用于將微控制器采集和計算的數(shù)據(jù)傳送至所述的地面接收系統(tǒng)的第一無線模塊，所述的地面接收系統(tǒng)包括用于接收所述的第一無線模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)的第二無線模塊，用于接收和處理所述的第二無線模塊接收的數(shù)據(jù)的手持終端。
優(yōu)選地，所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)還包括用于將所述的氣球引爆的引爆裝置，所述的手持終端還用于控制所述的引爆裝置引爆氣球。
優(yōu)選地，所述的引爆裝置包括用于燒破所述的氣球的電熱絲或用于刺破氣球的彈簧針。
優(yōu)選地，所述的GPS模塊用于實時測量所述的探空儀經(jīng)度、緯度和高度，計算所述的探空儀的實時風向和實時風速，并將數(shù)據(jù)傳送至所述的微控制器。
優(yōu)選地，所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)還包括用于向所述的微控制器、GPS模塊、無線模塊、溫度傳感器和氣壓傳感器提供電能的供電電源。
優(yōu)選地，所述的供電電源為鋰電池。
優(yōu)選地，所述的微控制器還用于接受來自所述的供電電源的實時數(shù)據(jù)，并通過所述的第一無線模塊將數(shù)據(jù)發(fā)送至地面接收系統(tǒng)。
優(yōu)選地，所述的氣壓傳感器與所述的微控制器之間通過I2C總線相連接。
優(yōu)選地，所述的手持終端包括用于控制所述的引爆裝置引爆的按鈕。
優(yōu)選地，所述的手持終端還包括用于保存數(shù)據(jù)的硬盤。
由于以上技術方案的采用，本申請與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點：
本申請?zhí)峁┑囊环N探空儀，能夠實時采集大氣溫度、GPS經(jīng)度、GPS緯度、GPS高度、氣壓、電源電壓、電流等數(shù)據(jù)，并通過無線模塊定時發(fā)送到地面接收系統(tǒng)，地面接收系統(tǒng)以手持終端為核心，實時顯示以上參數(shù)，并計算水平位移量和速度，移動軌跡，并將其保存。
附圖說明
圖1為本申請所述的一種探空儀的結構示意圖，
其中，1、氣球；2、微控制器；3、供電電源；4、溫度傳感器；5、氣壓傳感器；6、GPS模塊；7、第一無線模塊；8、手持終端；9、第二無線模塊；10、引爆裝置。
具體實施方式
以下結合具體實施例對本申請做進一步詳細說明。應理解，這些實施例是用于說明本申請的基本原理、主要特征和優(yōu)點，而本申請不受以下實施例的范圍限制。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體要求做進一步調(diào)整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
如圖所示，為本申請所述的一種探空儀的結構示意圖，大氣監(jiān)測系統(tǒng)及地面接收系統(tǒng)，所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)包括氣球1、用于測量環(huán)境溫度的溫度傳感器4、用于測量氣壓的氣壓傳感器5、用于對探空儀實時定位的GPS模塊6、用于接收和計算所述的溫度傳感器4、氣壓傳感器5和GPS模塊6的采集數(shù)據(jù)的微控制器2、用于將微控制器2采集和計算的數(shù)據(jù)傳送至所述的地面接收系統(tǒng)的第一無線模塊7，所述的地面接收系統(tǒng)包括用于接收所述的第一無線模塊7發(fā)送的數(shù)據(jù)的第二無線模塊9，用于接收和處理所述的第二無線模塊9接收的數(shù)據(jù)的手持終端8，所述的手持終端8還包括用于保存數(shù)據(jù)的硬盤。溫度傳感器4精度為0.5℃，微控制器2直接讀取溫度傳感器4測量數(shù)據(jù)。所述的第一無線模塊7和第二無線模塊9具有半雙工通訊功能，開闊地有效通訊距離可達3～5公里。
所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)還包括用于將所述的氣球1引爆的引爆裝置10，所述的手持終端8還用于控制所述的引爆裝置10引爆氣球1，優(yōu)選地，所述的引爆裝置10包括用于燒破所述的氣球1的電熱絲或用于刺破氣球1的彈簧針，所述的手持終端8包括用于控制所述的引爆裝置10引爆的按鈕。
所述的GPS模塊6用于實時測量所述的探空儀經(jīng)度、緯度和高度，計算所述的探空儀的實時風向和實時風速，并將數(shù)據(jù)傳送至所述的微控制器2。
所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)還包括用于向所述的微控制器2、GPS模塊6、無線模塊、溫度傳感器4和氣壓傳感器5提供電能的供電電源3，優(yōu)選地，所述的供電電源3為鋰電池，穩(wěn)壓輸出5V電壓。所述的微控制器2還用于接受來自所述的供電電源3的實時數(shù)據(jù)，并通過所述的第一無線模塊7將數(shù)據(jù)發(fā)送至地面接收系統(tǒng)。
氣壓傳感器5是一款高精度、小體積、超低能耗的壓力傳感器，所述的氣壓傳感器5與所述的微控制器2之間通過I2C總線相連接。
所述的氣球1充滿氦氣或氫氣，充滿后氣球1直徑在1米2～1米5，能把100g左右的大氣監(jiān)測系統(tǒng)硬件升到空中隨風飄動。氦氣球1或氫氣球1升到0～1.5km高空，利用GPS模塊6進行空間實時定位，測量所述的大氣監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)度、緯度和高度，并計算出高空大氣的風向、風速；利用氣壓傳感器5、溫度傳感器4實時測量大氣環(huán)境要素；利用第一無線模塊7將探空儀定位數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)發(fā)送到地面接收系統(tǒng)，地面接收系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行接收和處理，生成高空氣象探測業(yè)務所要求的各種信息和產(chǎn)品。
地面接收系統(tǒng)的手持終端8通過第二無線模塊9實時接收大氣監(jiān)測系統(tǒng)測量的數(shù)據(jù)，并能夠在手持終端8上實時顯示大氣監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)、大氣監(jiān)測系統(tǒng)移動軌跡并能保持所有監(jiān)測數(shù)據(jù)在手持終端8硬盤上。手持終端8設定大氣監(jiān)測系統(tǒng)升到一定高度引爆氣球1或著通過按鈕手動控制引爆氣球1，并根據(jù)手持終端8上大氣監(jiān)測系統(tǒng)的移動軌跡回收監(jiān)測系統(tǒng)硬件。
手持終端8可以安裝專用軟件讀取大氣監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)、顯示各種參數(shù)，根據(jù)經(jīng)度、緯度計算水平位移X和Y，曲線顯示各參數(shù)變化趨勢，保存各參數(shù)到手持終端8硬盤。手持終端8上安裝的用戶軟件可以完成對地面接收子系統(tǒng)的控制和探空數(shù)據(jù)的解算，處理和顯示，并有以下功能。
a)系統(tǒng)狀態(tài)實時監(jiān)測
軟件擁有對整個系統(tǒng)工作狀態(tài)實時監(jiān)測的功能，支持整個系統(tǒng)模塊級故障診斷，方便系統(tǒng)故障分析、定位及排除。狀態(tài)實時監(jiān)測包括：探空儀工作狀態(tài)(電源電壓、盒內(nèi)溫度等)、天線工作狀態(tài)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)通信狀態(tài)。
b)豐富的圖表顯示
接收軟件擁有各個氣象參數(shù)的曲線顯示，包括溫度曲線、氣壓曲線、探空儀飛行軌跡平面圖和導航衛(wèi)星狀態(tài)顯示。
c)支持數(shù)據(jù)回放、模擬、軟件中斷后恢復探測等功能
接收軟件支持探測數(shù)據(jù)的回放；支持回放速度可調(diào)；支持對探測數(shù)據(jù)進行重處理，方便探空過程的分析；支持意外原因導致探空中斷后，軟件重啟可恢復之前的探測數(shù)據(jù)并繼續(xù)完成當前的探測。
d)支持實時數(shù)據(jù)質量檢測，自動剔除異常值和修正錯誤
在探測過程中可能會出現(xiàn)噪聲的影響從而影響整個探測的質量，軟件會自動查詢并排除異常的數(shù)據(jù)，提高探測的準確性，獲取高質量的探測數(shù)據(jù)。軟件還具有實時保存數(shù)據(jù)，及數(shù)據(jù)輸出功能如生成規(guī)定格式數(shù)據(jù)產(chǎn)品及打印輸出的功能。
以上對本申請做了詳盡的描述，實施例的說明只是用于幫助理解本申請的方法及其核心思想，其目的在于讓熟悉此領域技術的人士能夠了解本申請的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本申請的保護范圍。凡根據(jù)本申請精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本申請的保護范圍之內(nèi)。