【技术实现步骤摘要】
本申请涉及海洋通信，具体涉及一种应用于极地的野外自动气象站。
技术介绍
1、当前，由于极地环境复杂，我国对极地的大气环境的监测主要是基于自动气象站来完成，极地野外环境下的自动气象站与国内自动气象站有诸多不同。首先，极地自动气象站的运行不仅处于全年低温和常年大风的气候条件，还面临约一百余天的极夜情况，自动气象站的维护频率也要尽量减少，因此整套自动气象站的供电系统、结构体和传感器的稳定性和抗风性至关重要。其次，现场作业人员需在有限时间内完成安装，且现场工作温度较低，对自动气象站主要监测设备的安装及维护需要短时间完成，因此自动气象站设备的安装效率以及应对极地恶劣环境成为主要考虑的因素。
2、此外，在极地科考过程中，当前的气象监测设备往往由于功能单一，无法形成一个自动气象站可监测多种气象数据，使得在某个区域安装较少的固定支架便可实现多种气象数据的实时监测。特别是在极地仅有冰层、积雪或岩石的有限资源下，如何快速、高效的建设气象站也成为极地科考的主要难点。
3、基于此，本专利技术提供了一种应用于极地的野外自动气象站，可广泛应用于极地环境下的冰层、雪地及岩石中，具有装配简单、维护方便的效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种应用于极地的野外自动气象站，包括：支架、气象监测设备、能源控制系统和底座，所述气象监测设备包括有温湿度传感器、超声波测风仪、智能气压测量仪和辐射传感器；其中，所述超声波测风仪利用超声波时差法原理同时测量风速和风向；所述辐射传感器用来测量
2、进一步的，所述超声波测风仪采用十字正交结构，该测风仪底部通过装配式安装部与所述支架固定连接，所述安装部包括上本体和下本体，所述上本体与所述超声波测风仪连接，所述下本体通过焊接或装配方式与所述支架连接，其中，所述上本体设置有紧固件及四个均布在上本体底部的突出部，所述下本体上设置有与所述突出部对应的葫芦形卡槽，所述上本体与下本体安装时，将所述突出部预先放置于所述葫芦形卡槽的较大孔中，之后平移到较小孔中，利用所述紧固件实现上下本体的固定；所述温湿度传感器、智能气压测量仪和辐射传感器的底部通过所述安装部与所述支架固定连接。
3、更进一步的，所述底座包括底座本体和三根支撑杆，每根所述支撑杆的近端与所述底座本体螺纹连接，所述支撑杆的远端连接有定位装置，所述底座中心位置处的下端连接有定位装置，所述底座与所述支架分别通过可调节拉索及可调节斜拉杆连接，所述能源控制系统固定于所述底座本体中心处；三根所述支撑杆之间通过张力索进行柔性连接；每根所述支撑杆上设置有与所述支架上的套筒一连接的可调节斜拉杆；每根所述支撑杆上还设置有与所述支架上的套筒二连接的可调节拉索。
4、进一步的，当该自动气象站安装到冰层时，所述定位装置包括加长杆和固定支座，所述定位装置与所述底座螺纹连接，且所述加长杆的底端连接有固定支座，所述加长杆为可伸缩的，伸缩长度依据所述支架固定设备重量决定；所述底座本体的底部以及所述支撑杆的端部均设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述加长杆螺纹连接。
5、进一步的，当该自动气象站安装到雪地或岩石区域时，所述定位装置包括压载筐、固定卡槽和锁定装置，所述压载筐用于存放雪或岩石，所述固定卡槽设置于所述压载筐内部，所述压载筐通过所述锁定装置与所述固定卡槽拆卸式连接，所述压载筐固定于所述底座本体的下部以及所述支撑杆的端部。
6、更进一步的，所述固定卡槽根据固定需要设置于所述压载筐的侧部或者顶部，所述固定卡槽包括壳体、可转动锁定件及顶块，其中所述顶块位于所述壳体内部，所述可转动锁定件可沿轴向上下活动；所述锁定装置包括有可张开和闭合的活动块、连接杆以及位于连接杆上的卡槽，所述活动块由上下两部分组成并且连接处涂覆有磁性材料，所述活动块上下两部分的端部分别通过销轴转动连接；当所述压载筐与所述支撑杆固定时，所述活动块插入到所述固定卡槽内，当所述活动块上下两部分的结合处与所述顶块接触时，在外力作用下使所述活动块张开并卡在所述壳体内，所述可转动锁定件旋转并固定在所述连接杆上的卡槽内，完成所述压载筐与所述支撑杆的固定；旋转所述可转动锁定件使其与所述卡槽脱离，之后在外力作用下将所述连接杆拉出，所述活动块在磁力的作业下使上下两部分吸附，完成所述压载筐与所述支撑杆的分离；所述支撑杆与所述连接杆固定连接。
7、进一步的，所述压载筐根据支架的负载总量可在压载筐底部安装有多组压板，用于固定所述支架。
8、与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：
9、1、本申请中公开的气象站能够实现能量自给型自动检测系统，可广泛应用于极地等恶劣环境中，并且气象站上配备有多种气象监测装置，可实时对极地环境中的各种气候状况进行监测。
10、2、气象站中各个监测设备与支架连接是通过模块化安装部连接在一起的，克服了现有技术中采用螺栓连接，这样极大的提高了极地环境中设备的安装和维护时间，此外安装部中葫芦形卡槽与凸块的配合也实现了设备的快速安装，极大的减少了安装部的零部件，也提高了安装效率。
11、3、在极地环境中，气象站的建设场地仅为冰层、雪地及岩石区域，本专利技术正是基于在特殊场地下进行的，目的是提高气象站的使用寿命以及降低安装成本；具体为：在雪地和岩石区域，利用压载筐的设置，在底座的下面以及每个支撑杆的端部均安装有压载筐，通过在压载筐中放置雪或岩石实现气象站的固定；而在冰层区域，通过在冰层中打孔，将预先设置好的定位装置放置于预先打好的孔中，通过注水结冰的方式实现底座的固定。
12、4、本专利技术中锁紧装置的具体结构也极大的提高了压载筐与支架的安装效率，在极地低温环境，压载筐与支撑杆一般采用螺纹连接，但是由于低温雨雪等因素，往往导致螺纹结冰后很难将螺栓拧到螺母上，本专利技术的锁定装置正是基于上述技术问题，通过相互锁定的方式实现两个部件的连接，极大的提高了极地环境中安装效率。
13、5、本专利技术中底座采用可拆卸可折叠的方式设置，并且底座与支架直接通过柔性张力索以及刚性斜拉杆配合连接，实现了柔性与刚性相互配合的方式提高支架的抗风及抗雪性，并且张力索及斜拉杆是可调节的，根据支架上设置检测设备的多少进行张紧力调节；此外，三根支撑杆之间通过张力索进行柔性连接也极大的提高了底座安装的稳定性。基于此，该底座克服现有技术中仅采用刚性连接的方式进行固定，通过刚性和柔性配合提高底座在使用过程中的稳定性。
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1.一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，包括：支架、气象监测设备、能源控制系统和底座，所述气象监测设备包括有温湿度传感器、超声波测风仪、智能气压测量仪和辐射传感器；其中，所述超声波测风仪利用超声波时差法原理同时测量风速和风向；所述辐射传感器用来测量水平面在2π球面度立体角范围内接收到的太阳辐射；所述能源控制系统包括风能发电装置、太阳能发电板以及储能装置，该能源控制系统为所述自动气象站提供电力供应；所述超声波测风仪采用十字正交结构，该测风仪底部通过装配式安装部与所述支架固定连接，所述安装部包括上本体和下本体，所述上本体与所述超声波测风仪连接，所述下本体通过焊接或装配方式与所述支架连接，其中，所述上本体设置有紧固件及四个均布在上本体底部的突出部，所述下本体上设置有与所述突出部对应的葫芦形卡槽，所述上本体与下本体安装时，将所述突出部预先放置于所述葫芦形卡槽的较大孔中，之后平移到较小孔中，利用所述紧固件实现上下本体的固定；所述底座包括底座本体和支撑杆，三根所述支撑杆的近端与所述底座本体螺纹连接，所述支撑杆的远端连接有定位装置，所述底座中心位置处的下端连接有定位装置，所述底座与所述
2.如权利要求1所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，所述温湿度传感器、智能气压测量仪和辐射传感器的底部通过所述安装部与所述支架固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，三根所述支撑杆之间通过张力索进行柔性连接；每根所述支撑杆上设置有与所述支架上的套筒一连接的可调节斜拉杆；每根所述支撑杆上还设置有与所述支架上的套筒二连接的可调节拉索。
4.根据权利要求3所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，当该自动气象站安装在冰层时，所述定位装置包括加长杆和固定支座，所述定位装置与所述底座螺纹连接，且所述加长杆的底端连接有固定支座，所述加长杆为可伸缩的，伸缩长度依据支架固定设备重量决定；所述底座本体的底部以及所述支撑杆的端部均设置有螺纹孔，通过所述螺纹孔与所述加长杆螺纹连接。
5.根据权利要求3所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，当该自动气象站安装到雪地或岩石区域时，所述定位装置包括压载筐、固定卡槽和锁定装置，所述压载筐用于存放雪或岩石，所述固定卡槽设置于所述压载筐内部，所述压载筐通过所述锁定装置与所述固定卡槽实现其固定与分离，所述压载筐固定于所述底座本体的下部以及所述支撑杆的端部。
6.根据权利要求5所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，所述固定卡槽根据固定需要设置于所述压载筐的侧部或者顶部，所述固定卡槽包括壳体、可转动锁定件及顶块，其中所述顶块位于所述壳体内部，所述可转动锁定件可沿轴向转动；所述锁定装置包括有可张开和闭合的活动块、连接杆以及位于连接杆上的卡槽，所述活动块由上下两部分组成并且连接处设置有磁性材料，所述活动块上下两部分的端部分别通过销轴转动连接；当所述压载筐与所述支撑杆固定时，所述活动块插入到所述固定卡槽内，当所述活动块上下两部分的结合处与所述顶块接触时，在外力作用下使所述活动块张开并卡在所述壳体内，所述可转动锁定件旋转并固定在所述连接杆上的卡槽内，完成所述压载筐与所述支撑杆的固定。
7.根据权利要求6所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，旋转所述可转动锁定件使其与所述卡槽脱离，在外力作用下将所述连接杆拉出，所述活动块在磁力的作用下使上下两部分吸附，完成所述压载筐与所述支撑杆的分离；所述支撑杆与所述连接杆固定连接。
8.根据权利要求7所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，所述压载筐根据支架的负载总量可在压载筐底部安装有多组压板，用于固定所述支架。
...【技术特征摘要】
1.一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，包括：支架、气象监测设备、能源控制系统和底座，所述气象监测设备包括有温湿度传感器、超声波测风仪、智能气压测量仪和辐射传感器；其中，所述超声波测风仪利用超声波时差法原理同时测量风速和风向；所述辐射传感器用来测量水平面在2π球面度立体角范围内接收到的太阳辐射；所述能源控制系统包括风能发电装置、太阳能发电板以及储能装置，该能源控制系统为所述自动气象站提供电力供应；所述超声波测风仪采用十字正交结构，该测风仪底部通过装配式安装部与所述支架固定连接，所述安装部包括上本体和下本体，所述上本体与所述超声波测风仪连接，所述下本体通过焊接或装配方式与所述支架连接，其中，所述上本体设置有紧固件及四个均布在上本体底部的突出部，所述下本体上设置有与所述突出部对应的葫芦形卡槽，所述上本体与下本体安装时，将所述突出部预先放置于所述葫芦形卡槽的较大孔中，之后平移到较小孔中，利用所述紧固件实现上下本体的固定；所述底座包括底座本体和支撑杆，三根所述支撑杆的近端与所述底座本体螺纹连接，所述支撑杆的远端连接有定位装置，所述底座中心位置处的下端连接有定位装置，所述底座与所述支架分别通过可调节拉索及可调节斜拉杆连接，所述能源控制系统固定于所述底座本体中心处。
2.如权利要求1所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，所述温湿度传感器、智能气压测量仪和辐射传感器的底部通过所述安装部与所述支架固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，三根所述支撑杆之间通过张力索进行柔性连接；每根所述支撑杆上设置有与所述支架上的套筒一连接的可调节斜拉杆；每根所述支撑杆上还设置有与所述支架上的套筒二连接的可调节拉索。
4.根据权利要求3所述的一种应用于极地的野外自动气象站，其特征在于，当该自动气象站安装在冰层时，所述定位装置包括加长杆和固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：王硕仁，周星，王昊，崔程，廖周鑫，李渊，王光远，冀亚龙，王宇泽，杨博，
申请(专利权)人：中国极地研究中心中国极地研究所，
类型：发明
国别省市：
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