一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，包括备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架，备份站浅层地温支架与主站浅层地温支架之间通过连接梁相连，连接梁露出地面的顶部设置有水准泡，连接梁的中心位置设置有指南标志。本技术方案将现有技术中双套自动气象站浅层地温观测的两个独立支架设置为一体，连接梁既能用于间距定位，左右两个支架之间又能免去相互校准。本实用新型专利技术解决了因人工调整两套独立设备支架造成地温采集数据异常和恢复时间过长的问题，一方面减轻地面气象观测人员和维护保障人员的劳动强度，另一方面有效降低了数据缺测率并提高了数据的完整性，使地温数据采集快速恢复正常从而确保了数据的连续性和完整性。保了数据的连续性和完整性。保了数据的连续性和完整性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架


[0001]本技术涉及双套新型自动气象站地面及浅层地温测量
，特别是指一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架。

技术介绍

[0002]下垫面温度和不同深度的土壤温度统称地温。如图1所示，下垫面温度包括裸露土壤表面的地面温度、草面（雪面）温度；不同深度的土壤温度统称地中温度，地中温度主要包括离地面5cm、10cm、15cm、20cm深度的浅层地温，以及离地面40cm、80cm、160cm、320cm深度的深层地温。地面温度和浅层地温属于气象观测的基本观测要素，是气象主管机构统一布局的观测项目，而自动观测地温的仪器主要是铂电阻地温传感器。
[0003]如图2所示，在气象观察站内，地面温度和浅层地温传感器的安装场地位于观测场西南侧，为2000mm（南北向）
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4000mm（东西向）疏松平整的裸地。双套新型自动气象站地面温度和浅层地温传感器安装在专用支架上，分别位于地温场东西中心线左右各20cm处，支架的零标志线需要与地面齐平，传感器感应部分朝南。地面温度传感器的感应部分埋入土中，非感应部分露出地面。埋入土中的感应部分与土壤必须密贴，不可留有空隙，露出地面的感应部分要保持干净。
[0004]由于气象数据的专业性和规范性极强，对设备检定要求极为严格，按照《气象专用技术装备使用许可管理办法》（中国气象局第28号令）要求，气象部门对PT100高精度铂电阻地温传感器在连续使用2年后，需要对其精准度进行强制性检定，以确保观测数据的准确性和可靠性。双套新型自动气象站各传感器设备的运行状态是：一套传感器设备在用（现用站即主站）、一套传感器设备备用（备份站双轨运行）、一套传感器设备待命（送检完毕后随时替换替代使用）。现行的校准流程是：用检定完毕的待命传感器设备更换需要校准的设备，时刻确保双套站使用传感器设备都在检定周期内。更换时将需要更换的浅层地温传感器支架从地温场土壤中挖出，需特别小心铁锹不能碰坏传感器传输线缆，再把每一层的传感器及传输线缆一同卸下来，穿线穿管更换新的传感器后，再将装好传感器的支架放回规定位置，原土壤尽量保持原层次埋回，完成更换操作。
[0005]目前全国气象台站ISOS业务软件采用BUFR数据格式传输各气象要素数据至国家信息中心，铂电阻地温传感器校准后的整个更换过程耗时约1—2小时。由于破坏了地温探测层原始状态，设备更换后需数十个小时数据才能恢复到原来的状态（冬季的话所需时间更长），又因为地面气象自动观测规范及质量管理体系ISO9001标准，更换后的支架设备需同未更换支架设备分别位于地温场东西中心线左右各20cm处，两套设备支架的零标志线和地温场表面齐平保持在一个平面内且两支架处于地温场南北中心线上。在掩埋填土的更换过程中，稍微的晃动就会造成掩埋完毕后的支架安装位置不符合上述要求，再次调整时支架无法晃动，需将支架从上到下的土壤挖出甚至需全部挖出才能调整，数次的调整造成了主站或备站大量的分钟和正点数据的异常（恢复期的数据均为疑误数据不可用），以及层次不同的土壤在挖出填埋过程中进行了数次的混合，土壤温度进行了热传递造成数据恢复所
需时间更长。
[0006]另外，在两个独立的支架中，若某一支架周围土层的缺失、塌陷，会造成两支架安装不符合地面气象自动观测规范及质量管理体系ISO9001标准，校正维护困难。

技术实现思路

[0007]针对上述
技术介绍
中的不足，本技术提出一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，解决了因人工调整两套独立设备支架造成地温采集数据异常和恢复时间过长的技术问题。
[0008]本技术的技术方案为：
[0009]一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，包括备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架，所述备份站浅层地温支架与主站浅层地温支架之间通过连接梁相连，连接梁露出地面的顶部设置有水准泡，连接梁的中心位置设置有指南标志。本技术方案将现有技术中双套自动气象站浅层地温观测的两个独立支架设置为一体，连接梁既能用于间距定位，左右两个支架之间又能免去相互校准。应用本技术方案后，在铂电阻地温传感器校准后的更换过程中，只需将待更换铂电阻地温传感器的支架周围的土体挖开，将校准后的铂电阻地温传感器与之装配即可，整个过程中周围土体未开挖的支架能够支撑定位，防止周围土体开挖的支架发生错位，无需调整校准支架的位置，能够实现快速更换。本技术方案中的水准泡和指南标志用于整个支架安装时的校准定位，在铂电阻地温传感器校准后的更换过程中无需使用。
[0010]进一步地，所述备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架上均设置有地表温度传感器安装孔、5cm地温传感器安装孔、10cm地温传感器安装孔、15cm地温传感器安装孔、20cm地温传感器安装孔，使安装的铂电阻地温传感器能够满足下垫面和浅层地温的监测，使之完全符合气象主管机构统一布局的观测项目。在其他地温监测的应用环境中，可以根据不同需求设置不同深度、不同间距的地温传感器安装孔。
[0011]进一步地，所述备份站浅层地温支架上的地温传感器安装孔与主站浅层地温支架上的地温传感器安装孔的间距为40cm，所述连接梁的长度方向与各个地温传感器安装孔的长度方向垂直，避免连接梁对地温传感器的感应部分造成不良影响。只要将连接梁上的指南标志与地温场东西中心线对齐，备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架上的地温传感器就会分别位于地温场东西中心线左右各20cm处，能够快捷地符合地温传感器的布置要求。
[0012]进一步地，所述水准泡设置有两个，两个水准泡关于指南标志左右对称。设置两个水准泡能够更加便捷、准确地确定整个支架的安装状态，为支架的安装提供高效的辅助作用。
[0013]进一步地，所述备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架的顶部均设置有提拉环，提拉环优选使用圆形提环。提拉环的位置高出地表温度传感器安装孔，方便后期支架的取出。
[0014]进一步地，所述连接梁的下方设置有若干个加固梁，各个加固梁上下间隔设置，加固梁的两端分别与备份站浅层地温支架和主站浅层地温支架相连。本技术方案设置加固梁与连接梁共同作用，不仅能够使备份站浅层地温支架与主站浅层地温支架之间的连接更加
可靠，而且当支架埋入土体后，支架与土体的接触面增多，能够充分保证支架在土体中的稳固性，即使后期地温传感器的正常检定更换使得某一支架周围的土体被挖开，另一个支架也不会发生一丝晃动。
[0015]进一步地，所述连接梁或/和加固梁背离温度传感器感应部的一侧连接有第一定位组件，第一定位组件的一端与连接梁或加固梁相连、另一端与土体顶接配合。本技术方案中设置第一定位组件，为整个支架的安装提供了便捷，在开挖的土坑中安装整个支架时，第一定位组件、备份站浅层地温支架、主站浅层地温支架共同作用，备份站浅层地温支架、主站浅层地温支架的底部支撑在坑底，第一定位组件支撑在坑壁，三点支撑效果稳定，再通过观察水准泡31和指南标志32即可实现整个支架的快速、精确安装。
[0016]进一步地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，包括备份站浅层地温支架（1）和主站浅层地温支架（2），其特征在于：所述备份站浅层地温支架（1）与主站浅层地温支架（2）之间通过连接梁（3）相连，连接梁（3）露出地面的顶部设置有水准泡（31），连接梁（3）的中心位置设置有指南标志（32）。2.根据权利要求1所述的用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，其特征在于：所述备份站浅层地温支架（1）和主站浅层地温支架（2）上均设置有地表温度传感器安装孔（10）、5cm地温传感器安装孔（11）、10cm地温传感器安装孔（12）、15cm地温传感器安装孔（13）、20cm地温传感器安装孔（14），所述备份站浅层地温支架（1）上的地温传感器安装孔与主站浅层地温支架（2）上的传感器安装孔的间距为40cm，连接梁（3）的长度方向与各个温度传感器安装孔的长度方向垂直。3.根据权利要求1或2所述的用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，其特征在于：所述水准泡（31）设置有两个，两个水准泡（31）关于指南标志（32）左右对称。4.根据权利要求3所述的用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，其特征在于：所述备份站浅层地温支架（1）和主站浅层地温支架（2）的顶部均设置有提拉环（4）。5.根据权利要求1、2、4任一项所述的用于双套新型自动气象站浅层地温观测的支架，其特征在于：所述连接梁（3）的下方设置有若干个加固梁（5），各个加固梁（5）上下间隔设置，加固梁（5）的两端分别与备份站浅层地温支架（1）和主站浅层地温支架（2）相连。6.根据权利要求5所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：芮建梅，祝小梅，关清，孔婷，张林梅，白松竹，
申请(专利权)人：新疆维吾尔自治区哈密市气象局，
类型：新型
国别省市：