一种地面8级风自动放球系统技术方案

本发明专利技术提供了一种地面8级风自动放球系统，包括自动放球方舱、探空雷达机房以及超声波测风仪；自动放球方舱包括放球舱室、控制舱室、升空检测装置以及汇流集舱室；放球舱室用于释放升空检测装置，控制舱室用于协调控制系统的运行，汇流集舱室能够检测控制氢气的氢气压力、流速及氢气的充气量，超声波测风仪用于实时检测现场风速和风向，探空雷达机房用于实时远程监控系统运行。该地面8级风自动放球系统能够在8级风条件下正常释放探空气球，且具有较高的自动化程度，对防灾减灾具有十分重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种地面8级风自动放球系统
本专利技术涉及一种自动放球系统，尤其是一种能够在地面8级风的情况下还能自动放球的系统。
技术介绍
高空气象探测雷达是目前大气常规探测最主要手段之一，常规高空气象探测是指雷达跟踪气球携带的探空仪以自由升空方式对自地球表面到几万米高度空间空气运动的状态(风向、风速)和气象要素(气压、温度、湿度)的变化进行探测、收集、处理的活动和工作过程，探空气球和探空仪均为一次性使用耗品。在大风天气条件下正常施放探空气球一直是气象部门的愿景，当地面风速超过7m/s时，就无法施放探空气球，这将给天气预报、气候预报造成缺失，影响预报的准确性，地面风速超过7m/s时的天气，正是气象部门最需要了解掌握的天气变化现象，对防灾减灾具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是现有的探测技术在地面风速超过7m/s时就无法正常施放探空气球，这将给天气预报、气候预报造成缺失，影响预报的准确性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种地面8级风自动放球系统，包括自动放球方舱、探空雷达机房以及超声波测风仪；自动放球方舱包括放球舱室、控制舱室、升空检测装置以及汇流集舱室；放球舱室内的中心处竖直设有一个圆筒形的放球筒，放球筒的下方设有自动放球装置；放球舱室的顶部设有圆筒形的转盘，转盘与放球筒相对接，且可相对放球筒水平转动；转盘的顶部开口处设有可绕转轴开启或闭合的顶盖，转盘的外圆周壁上设有驱动顶盖开启或闭合的驱动装置；驱动装置包括驱动油缸、摆动杆和连杆，连杆的一端摆动式安装在顶盖的边缘上，连杆的另一端与摆动杆的一端摆动式对接，摆动杆的另一端摆动式安装在转盘的外圆周壁上，驱动油缸的底座摆动式安装在转盘的外圆周壁上，驱动油缸的活塞杆顶端摆动式安装在连杆的中部；转盘的下圆周边缘处设有一圈从动齿轮，放球舱室的顶部还设有旋转驱动电机，旋转驱动电机的输出轴上设有主动齿轮，主动齿轮与从动齿轮相啮合；自动放球装置包括装置支架、支撑杆、撬杆、顶杆、脱扣折板、进气管、拉绳以及电磁离合器；装置支架固定安装在放球舱室的底部，进气管竖直穿过装置支架的顶面并固定安装在装置支架上；支撑杆竖直安装在放球舱室的底部，且位于装置支架的下方；顶杆竖直穿过装置支架的顶面，并可相对装置支架的顶面上下滑动；脱扣折板固定安装在顶杆的顶端，且脱扣折板的弯折段边缘贴近进气管上端出气口的外管壁；进气管下端设有与进气管相通的进气接口，进气接口与进气管相垂直；撬杆的中部摆动式安装在支撑杆的顶端，撬杆的一端与顶杆的底端接触，撬杆的另一端与拉绳的一端相连接；拉绳的另一端固定在电磁离合器的衔铁上；控制舱室内设有电源设备柜和控制设备柜，控制舱室的侧壁上设有进出线窗口；电源设备柜内设有UPS电源；控制设备柜内设有舱室控制器以及网络交换机；UPS电源的接入端穿过进出线窗口后与电网相连，UPS电源的供电端分别与舱室控制器的电源端、网络交换机的电源端、旋转驱动电机电源端、电磁离合器的电源端以及为驱动油缸供油的油泵的电源端相连；舱室控制器的控制信号端分别与旋转驱动电机的控制端、电磁离合器的控制端以及为油泵的控制端相连；舱室控制器的网络连接端口与网络交换机的通信端口相连；汇流集舱室内设有汇流集装置和氢气报警装置；汇流集装置包括氢气输入口、氢气输出口、减压阀、防爆电磁阀、压力传感器以及质量流量计；氢气输入口与防爆电磁阀的进气口管路连接，防爆电磁阀的出气口与减压阀的进气口管路连接，减压阀的出气口与质量流量计的进气口管路连接，质量流量计的出气口与氢气输出口管路连接，氢气输出口再与进气接口管路连接，压力传感器安装在氢气输入口与防爆电磁阀之间的管路上，氢气输入口用于与外部氢气源相对接；UPS电源的供电端还分别与氢气报警装置的电源端、防爆电磁阀的电源端、压力传感器的电源端以及质量流量计的电源端相连，舱室控制器的控制信号端还与防爆电磁阀的控制端相连，舱室控制器的信号采集端分别与氢气报警装置的信号输出端、压力传感器的信号输出端以及质量流量计的信号输出端相连；升空检测装置包括探空气球、封口装置、放绳器、放球绳以及探空仪；封口装置包括圆筒形的上管体、圆柱形的气门座、密封环、压簧以及阀门芯；上管体与气门座上下对接连为一体，且上管体的外径大于气门座的外径；密封环套在气门座上，且密封环的内径小于上管体的外径；探空气球的进气口依次套设在上管体和气门座上，且探空气球的进气口穿过密封环；气门座的非中心位置处设有贯穿其上下端面的进气通道，进气通道的出气口处设有压簧罩，压簧罩上设有通气孔；进气通道内设有密封圈；压簧套设在阀门芯上，阀门芯的下端设有伞形膨胀头；阀门芯的上端穿过压簧罩的顶部，压簧顶住伞形膨胀头按压在密封圈上；进气管上端出气口插于进气通道内；放绳器包括放绳滚筒和底部圆盘；放绳滚筒的上端通过连接杆摆动式安装在气门座上，底部圆盘安装在放绳滚筒的下端；放球绳的一端固定在放绳滚筒上，另一端固定在探空仪上；探空雷达机房内设有机房控制器和显示器；显示器与机房控制器相连，机房控制器的网络连接端口与网络交换机的通信端口网络连接；超声波测风仪的信号输出端口与舱室控制器的信号采集端相连。采用超声波测风仪实时采集现场风速和风向，再通过舱室控制器控制开启顶盖以及旋转顶盖至上风位置，能够有效阻挡8级大风，从而保证探空气球能够在8级风条件下也能顺利飞出放球筒和转盘完成放飞；采用放绳器能够在探空气球放飞升空过程中缓慢地将探空气球与探空仪分离至30米，保证探空气球在低空飞行时不会出现放球绳缠绕到附件障碍物上；采用封口装置能够实现探空气球的单向充气功能，而无需进行人工捆扎，提高了探空检测的自动化程度；采用自动放球装置能够在探空气球充气完毕后由电磁离合器拉动撬杆，从而使脱扣折板将进气管上的封口装置顶出去，最终完成升空检测装置的自动放飞；采用汇流集装置能够保证氢气使用的安全性和可靠性。作为本专利技术的进一步改进方案，顶盖上设有弧形板，弧形板在顶盖开启后形成上坡弧面。采用弧形板能够有效提高顶盖的挡风效果，使气流能够顺利地从顶盖处倾斜上升。作为本专利技术的进一步改进方案，装置支架的顶部设有圆形的保护网，保护网位于放球筒的正下方。采用保护网能够防止还未充气的探空气球漏到装置支架的下方，确保探空气球能够顺利放飞，也避免了探空气球被挤压，提高了安全性。作为本专利技术的进一步改进方案，放球舱室的侧壁上设有正对自动放球装置的下监控摄像机以及正对升空检测装置的上监控摄像机；下监控摄像机和上监控摄像机的信号输出端均与舱室控制器的信号采集端相连。采用下监控摄像机和上监控摄像机分别实时监测自动放球装置和升空检测装置的自动工作过程，提高了系统的监控性能。作为本专利技术的进一步改进方案，放球舱室内还设有防爆照明灯，UPS电源的供电端与防爆照明灯的电源端相连。采用爆照明灯能够进一步提高下监控摄像机和上监控摄像机的监控图像效果。作为本专利技术的进一步改进方案，控制舱室内还设有空调。采用空调能够有效调节控制舱室内的温度，避免各个设备仪器在极限环境下工作，提高了系统的可靠性。作为本专利技术的进一步改进方案，控制舱室内设有自动绕线装置，控制舱室的顶部设有转向装置；自动绕线装置包括绕线盘和配重，绕线盘上绕有油泵电源线，配重挂设在油泵电源线的下垂端上；转向装置包括外罩、线盘支架、立线盘和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种地面8级风自动放球系统，其特征在于：包括自动放球方舱(1)、探空雷达机房以及超声波测风仪(2)；所述自动放球方舱(1)包括放球舱室(22)、控制舱室(3)、升空检测装置以及汇流集舱室(31)；所述放球舱室(22)内的中心处竖直设有一个圆筒形的放球筒(27)，所述放球筒(27)的下方设有自动放球装置(26)；所述放球舱室(22)的顶部设有圆筒形的转盘(12)，所述转盘(12)与放球筒(27)相对接，且可相对放球筒(27)水平转动；所述转盘(12)的顶部开口处设有可绕转轴(19)开启或闭合的顶盖(17)，所述转盘(12)的外圆周壁上设有驱动顶盖(17)开启或闭合的驱动装置；所述驱动装置包括驱动油缸(14)、摆动杆(15)和连杆(16)，所述连杆(16)的一端摆动式安装在顶盖(17)的边缘上，所述连杆(16)的另一端与摆动杆(15)的一端摆动式对接，所述摆动杆(15)的另一端摆动式安装在转盘(12)的外圆周壁上，所述驱动油缸(14)的底座摆动式安装在转盘(12)的外圆周壁上，所述驱动油缸(14)的活塞杆顶端摆动式安装在连杆(16)的中部；所述转盘(12)的下圆周边缘处设有一圈从动齿轮(13)，所述放球舱室(22)的顶部还设有旋转驱动电机(20)，所述旋转驱动电机(20)的输出轴上设有主动齿轮(21)，所述主动齿轮(21)与从动齿轮(13)相啮合；所述自动放球装置(26)包括装置支架(26‑1)、支撑杆(26‑2)、撬杆(26‑3)、顶杆(26‑5)、脱扣折板(26‑7)、进气管(26‑8)、拉绳(26‑6)以及电磁离合器(26‑10)；所述装置支架(26‑1)固定安装在放球舱室(22)的底部，所述进气管(26‑8)竖直穿过装置支架(26‑1)的顶面并固定安装在装置支架(26‑1)上；所述支撑杆(26‑2)竖直安装在放球舱室(22)的底部，且位于装置支架(26‑1)的下方；所述顶杆(26‑5)竖直穿过装置支架(26‑1)的顶面，并可相对装置支架(26‑1)的顶面上下滑动；所述脱扣折板(26‑7)固定安装在顶杆(26‑5)的顶端，且脱扣折板(26‑7)的弯折段边缘贴近进气管(26‑8)上端出气口的外管壁；所述进气管(26‑8)下端设有与进气管(26‑8)相通的进气接口(26‑9)，所述进气接口(26‑9)与进气管(26‑8)相垂直；所述撬杆(26‑3)的中部摆动式安装在支撑杆(26‑2)的顶端，所述撬杆(26‑3)的一端与顶杆(26‑5)的底端接触，所述撬杆(26‑3)的另一端与拉绳(26‑6)的一端相连接；所述拉绳(26‑6)的另一端固定在电磁离合器(26‑10)的衔铁上；所述控制舱室(3)内设有电源设备柜(10)和控制设备柜(11)，所述控制舱室(3)的侧壁上设有进出线窗口(7)；所述电源设备柜(10)内设有UPS电源；所述控制设备柜(11)内设有舱室控制器以及网络交换机；所述UPS电源的接入端穿过进出线窗口(7)后与电网相连，所述UPS电源的供电端分别与舱室控制器的电源端、网络交换机的电源端、旋转驱动电机(20)的电源端、电磁离合器(26‑10)的电源端以及为驱动油缸(14)供油的油泵的电源端相连；所述舱室控制器的控制信号端分别与旋转驱动电机(20)的控制端、电磁离合器(26‑10)的控制端以及为油泵的控制端相连；所述舱室控制器的网络连接端口与网络交换机的通信端口相连；所述汇流集舱室(31)内设有汇流集装置(33)和氢气报警装置(34)；所述汇流集装置(33)包括氢气输入口(35)、氢气输出口(36)、减压阀(37)、防爆电磁阀(38)、压力传感器(39)以及质量流量计(40)；所述氢气输入口(35)与防爆电磁阀(38)的进气口管路连接，所述防爆电磁阀(38)的出气口与减压阀(37)的进气口管路连接，所述减压阀(37)的出气口与质量流量计(40)的进气口管路连接，所述质量流量计(40)的出气口与氢气输出口(36)管路连接，所述氢气输出口(36)再与进气接口(26‑9)管路连接，所述压力传感器(39)安装在氢气输入口(35)与防爆电磁阀(38)之间的管路上，所述氢气输入口(35)用于与外部氢气源相对接；所述UPS电源的供电端还分别与氢气报警装置(34)的电源端、防爆电磁阀(38)的电源端、压力传感器(39)的电源端以及质量流量计(40)的电源端相连，所述舱室控制器的控制信号端还与防爆电磁阀(38)的控制端相连，所述舱室控制器的信号采集端分别与氢气报警装置(34)的信号输出端、压力传感器(39)的信号输出端以及质量流量计(40)的信号输出端相连；所述升空检测装置包括探空气球(41)、封口装置(56)、放绳器(42)、放球绳(54)以及探空仪(43)；所述封口装置(56)包括圆筒形的上管体(45)、圆柱形的气门座(44)、密封环(5...

【技术特征摘要】
1.一种地面8级风自动放球系统，其特征在于：包括自动放球方舱(1)、探空雷达机房以及超声波测风仪(2)；所述自动放球方舱(1)包括放球舱室(22)、控制舱室(3)、升空检测装置以及汇流集舱室(31)；所述放球舱室(22)内的中心处竖直设有一个圆筒形的放球筒(27)，所述放球筒(27)的下方设有自动放球装置(26)；所述放球舱室(22)的顶部设有圆筒形的转盘(12)，所述转盘(12)与放球筒(27)相对接，且可相对放球筒(27)水平转动；所述转盘(12)的顶部开口处设有可绕转轴(19)开启或闭合的顶盖(17)，所述转盘(12)的外圆周壁上设有驱动顶盖(17)开启或闭合的驱动装置；所述驱动装置包括驱动油缸(14)、摆动杆(15)和连杆(16)，所述连杆(16)的一端摆动式安装在顶盖(17)的边缘上，所述连杆(16)的另一端与摆动杆(15)的一端摆动式对接，所述摆动杆(15)的另一端摆动式安装在转盘(12)的外圆周壁上，所述驱动油缸(14)的底座摆动式安装在转盘(12)的外圆周壁上，所述驱动油缸(14)的活塞杆顶端摆动式安装在连杆(16)的中部；所述转盘(12)的下圆周边缘处设有一圈从动齿轮(13)，所述放球舱室(22)的顶部还设有旋转驱动电机(20)，所述旋转驱动电机(20)的输出轴上设有主动齿轮(21)，所述主动齿轮(21)与从动齿轮(13)相啮合；所述自动放球装置(26)包括装置支架(26-1)、支撑杆(26-2)、撬杆(26-3)、顶杆(26-5)、脱扣折板(26-7)、进气管(26-8)、拉绳(26-6)以及电磁离合器(26-10)；所述装置支架(26-1)固定安装在放球舱室(22)的底部，所述进气管(26-8)竖直穿过装置支架(26-1)的顶面并固定安装在装置支架(26-1)上；所述支撑杆(26-2)竖直安装在放球舱室(22)的底部，且位于装置支架(26-1)的下方；所述顶杆(26-5)竖直穿过装置支架(26-1)的顶面，并可相对装置支架(26-1)的顶面上下滑动；所述脱扣折板(26-7)固定安装在顶杆(26-5)的顶端，且脱扣折板(26-7)的弯折段边缘贴近进气管(26-8)上端出气口的外管壁；所述进气管(26-8)下端设有与进气管(26-8)相通的进气接口(26-9)，所述进气接口(26-9)与进气管(26-8)相垂直；所述撬杆(26-3)的中部摆动式安装在支撑杆(26-2)的顶端，所述撬杆(26-3)的一端与顶杆(26-5)的底端接触，所述撬杆(26-3)的另一端与拉绳(26-6)的一端相连接；所述拉绳(26-6)的另一端固定在电磁离合器(26-10)的衔铁上；所述控制舱室(3)内设有电源设备柜(10)和控制设备柜(11)，所述控制舱室(3)的侧壁上设有进出线窗口(7)；所述电源设备柜(10)内设有UPS电源；所述控制设备柜(11)内设有舱室控制器以及网络交换机；所述UPS电源的接入端穿过进出线窗口(7)后与电网相连，所述UPS电源的供电端分别与舱室控制器的电源端、网络交换机的电源端、旋转驱动电机(20)的电源端、电磁离合器(26-10)的电源端以及为驱动油缸(14)供油的油泵的电源端相连；所述舱室控制器的控制信号端分别与旋转驱动电机(20)的控制端、电磁离合器(26-10)的控制端以及为油泵的控制端相连；所述舱室控制器的网络连接端口与网络交换机的通信端口相连；所述汇流集舱室(31)内设有汇流集装置(33)和氢气报警装置(34)；所述汇流集装置(33)包括氢气输入口(35)、氢气输出口(36)、减压阀(37)、防爆电磁阀(38)、压力传感器(39)以及质量流量计(40)；所述氢气输入口(35)与防爆电磁阀(38)的进气口管路连接，所述防爆电磁阀(38)的出气口与减压阀(37)的进气口管路连接，所述减压阀(37)的出气口与质量流量计(40)的进气口管路连接，所述质量流量计(40)的出气口与氢气输出口(36)管路连接，所述氢气输出口(36)再与进气接口(26-9)管路连接，所述压力传感器(39)安装在氢气输入口(35)与防爆电磁阀(38)之间的管路上，所述氢气输入口(35)用于与外部氢气源相对接；所述UPS电源的供电端还分别与氢气报警装置(34)的电源端、防爆电磁阀(38)的电源端、压力传感器(39)的电源端以及质量流量计(40)的电源端相连，所述舱室控制器的控制信号端还与防爆电磁阀(38)的控制端相连，所述舱...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄江平，任振华，褚启和，杨荣康，郭启云，赵培涛，刘家晟，石玉文，许沛，曹松乐，张建新，叶斌，
申请(专利权)人：南京大桥机器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32