基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于大氣環(huán)境監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，能夠有效提高對大氣邊界層物理化學(xué)特征的精細(xì)化觀測能力。
【背景技術(shù)】
[0002]目前大氣環(huán)境監(jiān)測常見的是采用地面監(jiān)測，高度一般在3?15米范圍內(nèi)，僅能表征地面空氣質(zhì)量的狀況，無法反映大氣污染在垂直高度上的分布特征及演變規(guī)律，進(jìn)而無法深入了解大氣污染的成因及高空污染物的區(qū)域輸送特征。因此，開發(fā)大氣污染垂直監(jiān)測技術(shù)，對于支撐當(dāng)前大氣污染的綜合防控具有重要意義。
[0003]當(dāng)前主要大氣垂直監(jiān)測技術(shù)有塔層監(jiān)測、地基雷達(dá)監(jiān)測、飛機(jī)機(jī)載監(jiān)測、衛(wèi)星遙感、探空小球等。各類垂直監(jiān)測技術(shù)手段中，塔層監(jiān)測場地固定，靈活性受限制，且監(jiān)測高度較低，一般在幾百米范圍內(nèi)，因此無法覆蓋整個(gè)大氣邊界層;地基雷達(dá)觀測僅能通過氣溶膠的光學(xué)特性來反演大氣氣溶膠的物理化學(xué)特性，不能直接監(jiān)測污染物濃度及化學(xué)成分等，且受水汽、云層等干擾較大；飛機(jī)機(jī)載監(jiān)測空間尺度較大，但運(yùn)行費(fèi)用昂貴且難以實(shí)現(xiàn)邊界層內(nèi)的精細(xì)化、長時(shí)間連續(xù)觀測，無法滿足近地面邊界層的大氣物理化學(xué)過程研究;衛(wèi)星遙感監(jiān)測可以從較大空間尺度上獲取大氣層的物理化學(xué)特性，但是受天氣狀況影響較大，且垂直空間分辨率不足，無法滿足邊界層內(nèi)大氣污染的精細(xì)化研究;探空小球探測高度高，成本低，但無法重復(fù)使用，且載荷小，僅能搭載簡易的小型傳感器進(jìn)行探測，準(zhǔn)確性、可靠性差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型目的就是針對現(xiàn)有的大氣污染垂直監(jiān)測技術(shù)都存在一定局限性，無法連續(xù)、實(shí)時(shí)地獲取全面的大氣污染物及氣象參數(shù)垂直分布數(shù)據(jù)的不足，提供一種基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)快速機(jī)動(dòng)部署、長期連續(xù)觀測、實(shí)時(shí)監(jiān)測傳輸，且監(jiān)測項(xiàng)目覆蓋全、監(jiān)測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠，從而滿足邊界層內(nèi)大氣污染成因機(jī)制研究的需要。
[0005]技術(shù)方案
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括系留氣球球體，所述系留氣球球體上攜帶裝有集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)，所述集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)通過多功能系留纜繩與地面的氣球錨泊車連接，同時(shí)通過多功能系留纜繩與地面光電轉(zhuǎn)換設(shè)備連通，并進(jìn)一步連通至地面工控機(jī)。
[0007]進(jìn)一步，所述多功能系留纜繩內(nèi)置供電線路和通訊光纖。
[0008]有益效果
[0009]本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)是:1、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、架設(shè)時(shí)間短；2、零排放，對大氣污染監(jiān)測無干擾;3、高空穩(wěn)定性好;4、可進(jìn)行連續(xù)垂直廓線監(jiān)測和長時(shí)間滯空監(jiān)測；5、監(jiān)測項(xiàng)目覆蓋全、集成度高;6、載荷量大，可搭載高精度環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備，準(zhǔn)確性、可靠性高;7、數(shù)據(jù)能實(shí)時(shí)采集傳輸至地面工控機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)加工。
【附圖說明】
[0010]附圖1是本實(shí)用新型的連接關(guān)系示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011 ]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
[0012]實(shí)施例
[0013]如附圖1所示，基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括系留氣球球體1，所述系留氣球球體1上攜帶裝有集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)2，所述集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)2通過多功能系留纜繩3與地面的氣球錨泊車4連接，同時(shí)通過多功能系留纜繩3與地面光電轉(zhuǎn)換設(shè)備5連通，并進(jìn)一步連通至地面工控機(jī)6。
[0014]所述多功能系留纜繩3內(nèi)置供電線路和通訊光纖。
[0015]本實(shí)用新型中的系留氣球球體將配置多種環(huán)境監(jiān)測儀器設(shè)備的集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)送至指定工作高度，通過開展實(shí)時(shí)監(jiān)測采集，獲取大氣污染數(shù)據(jù)信息，并將大氣污染數(shù)據(jù)信息通過多功能系留纜繩和光電轉(zhuǎn)換設(shè)備傳至地面工控機(jī)。
[0016]根據(jù)不同的大氣環(huán)境監(jiān)測研究任務(wù)，可以靈活配置集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)綜合觀測S02、N02、CO、03、BC、PM1Q、PM2.5、顆粒物粒徑分布、氣溶膠化學(xué)組分，以及VOCs樣品、PM2.5濾膜采集等功能。
[0017]系留氣球在空中遇到較強(qiáng)陣風(fēng)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)球體姿態(tài)變化，為了保證大氣監(jiān)測系統(tǒng)能夠處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)，集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)和系留氣球球體結(jié)合部設(shè)計(jì)有自適應(yīng)穩(wěn)定構(gòu)件，以保證集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)始終處于水平狀態(tài)。
[0018]地面系留氣球錨泊車配有收放、制動(dòng)裝置，并可以根據(jù)實(shí)際監(jiān)測需求控制系留纜繩的收放速度，速度控制范圍為0.5m/s?5m/s，升空高度范圍為0?約1500米，可以覆蓋整個(gè)大氣邊界層。
[0019]本實(shí)用新型可用于研究大氣邊界層不同高度上污染物的垂直分布特征、邊界層生消機(jī)制及多尺度耦合三維輸送特征等，能有效彌補(bǔ)現(xiàn)有大氣環(huán)境垂直監(jiān)測手段如塔層監(jiān)測、飛機(jī)航測、地基遙感、衛(wèi)星遙感的不足，提高對近地邊界層大氣污染物的精細(xì)化定量觀測和研究的能力。另外，在地基遙感監(jiān)測校驗(yàn)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)定標(biāo)以及空氣質(zhì)量數(shù)值模型驗(yàn)證等方面也有重要價(jià)值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:它包括系留氣球球體(1)，所述系留氣球球體(1)上攜帶裝有集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)(2)，所述集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)(2)通過多功能系留纜繩(3)與地面的氣球錨泊車(4)連接，同時(shí)集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)(2)通過多功能系留纜繩(3)還與地面光電轉(zhuǎn)換設(shè)備(5)連通，并進(jìn)一步連通至地面工控機(jī)(6)。2.如權(quán)利要求1所述的基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述多功能系留纜繩(3)內(nèi)置供電線路和通訊光纖。
【專利摘要】基于車載系留氣球的大氣污染垂直監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于：它包括系留氣球球體(1)，所述系留氣球球體(1)上攜帶裝有集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)(2)，所述集成式大氣監(jiān)測系統(tǒng)(2)通過多功能系留纜繩(3)與地面的氣球錨泊車(4)連接，同時(shí)通過多功能系留纜繩(3)與地面光電轉(zhuǎn)換設(shè)備(5)連通，并進(jìn)一步連通至地面工控機(jī)(6)。本實(shí)用新型可用于研究大氣邊界層不同高度上污染物的垂直分布特征、邊界層生消機(jī)制及多尺度耦合三維輸送特征等，能有效彌補(bǔ)現(xiàn)有大氣環(huán)境垂直監(jiān)測手段如塔層監(jiān)測、飛機(jī)航測、地基遙感、衛(wèi)星遙感的不足，提高對近地邊界層大氣污染物的精細(xì)化定量觀測和研究的能力。
【IPC分類】G01N33/00
【公開號(hào)】CN205139117
【申請?zhí)枴緾N201520905653
【發(fā)明人】伏晴艷, 王東方, 卞清根, 霍俊濤, 李娟 , 閆明星, 段玉森, 王曉浩, 費(fèi)東年, 修光利, 潘駿, 包權(quán)
【申請人】上海市環(huán)境監(jiān)測中心
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年11月12日