■攻克八大關鍵技術,實現三項發(fā)明專利、兩項實用新型專利和一項軟件著作權的自主創(chuàng)新。
■可在大風情況下實現自動放球。
■可填補無人地區(qū)高空大氣探測的空白。
本報訊 通訊員趙春生報道 日前,筆者從國家2007年度公益性行業(yè) (氣象)科研專項——“全自動探空裝備的研制”項目組獲悉,該項目組成功研制的全自動探空裝備,是智能化高空氣象觀測系統(tǒng),也是國內唯一可無人值守自動觀測從地面至35千米高空、 200千米范圍內的大氣溫度、濕度、壓力、風速和風向等氣象參數的遙測遙控氣象站。該裝備的研發(fā)成功填補了偏遠地區(qū)、山區(qū)、沙漠、湖海等無人地區(qū)高空大氣探測的空白。
該項目是由南京大橋機器有限公司承擔的。
據介紹,全自動探空裝備應用了機械工程技術、自動控制技術、計算機技術、圖形顯示技術、物聯網技術等,通過程序控制自動化設備,能在大風情況下(8級風以下)實現自動放球,自動激活探空儀電池;探空儀自動基測;對氣球自動充氣;探空儀自動施放;自動跟蹤、接收探空數據和數據處理,自動將氣象信息傳輸至外部網絡,運行人員在遠方監(jiān)控中心就能對設備運行狀況進行直觀、實時監(jiān)視和遙控,實現真正無人值守氣象站的管理。
該項目的八大創(chuàng)新技術主要體現在以下幾個方面。
一是探空儀存放和自動化加料轉盤。在全自動探空裝備里,有24個探空儀安放在自動轉盤上等待施放。按照計算機控制指令,依次完成轉盤轉動、探空儀電池激活及檢測、加料支撐臂加載探空儀、探空氣球自動充氣、探空氣球及探空儀的自動釋放等過程。
二是探空氣球自動充氣和自動釋放。設計有一套特殊結構的氣球充氣裝置,替代原人工充氣、探空儀和氣球人工捆扎的過程,達到氣球人工充氣、捆扎結果。
三是放球筒及風向隨動擋風屏裝置。探空氣球充氣是在放球筒內進行,因此,在8級風 (20米/秒)以下都能實現探空氣球自動充氣。設計有風向標和雙曲面頂蓋擋風屏構成的風向隨動系統(tǒng),根據風向方位,使放球筒頂蓋打開方向對著迎風方向,便于氣球的升空。
四是氣動控制裝置。氣動控制裝置由弱電器件構成,在運轉過程中不會產生放電火化、不會產生靜電效應,系統(tǒng)控制電路也簡單,有利于防止因氫氣泄漏而導致的安全事故。
五是遠程監(jiān)控及傳輸系統(tǒng)。采用無線網橋構建視頻監(jiān)控、 IP寬帶網絡系統(tǒng),可很好地滿足使用要求,具有很強的靈活性和可擴充性。高速無線網橋融合了網絡通信和無線傳輸的最新技術與成果,實現了大流量數據和實時業(yè)務混傳系統(tǒng),最遠傳輸距離可以達到50公里以上,并且不受山川、河流、橋梁道路等復雜地形限制。
六是氣體儲存及氣體泄漏檢測。氣體的儲存采用兩組可以切換的、每組15只氣瓶并聯的氫氣瓶集裝裝置, 30只氣瓶可以保證進行至少24次探空任務。每組集裝裝置能夠單獨置換,通過管道輸送至放球筒,附帶的氫氣檢測器可對氫氣泄漏進行檢測。
七是中心站綜合軟件。中心站綜合軟件主要包括系統(tǒng)管理軟件、GPS探空接收及處理軟件、遠程控制軟件三個軟件模塊。監(jiān)控中心站必須支撐數據傳輸與處理、遠端站圖像的監(jiān)控顯示、遠端站設備的控制、遠端傳感器信號的采集處理以及話音通信等功能,因此,中心站綜合軟件的集成設計至關重要。
八是高精度GPS探 空 系 統(tǒng) 。GPS技術應用到探空儀是探空儀體制的革新。采用GPS技術實現氣象探空是國際上探空儀發(fā)展的重要趨勢,高空測風技術體制優(yōu)先向GPS測風技術體制過渡,以利于提高測風精度和探空水平。
據悉,全自動探空裝備的研制成功,豐富了我國氣象裝備的技術手段及綜合監(jiān)測能力,適應了氣象綜合觀測從人工、定性觀測向自動化遙感遙測、定量觀測轉變的迫切需求,實現了高準確度、高時空分辨率、連續(xù)、自動、一體化定量觀測的目標。
全自動探空裝備可廣泛應用于氣象、農業(yè)、水利、民航、環(huán)保、國防等領域,具有巨大的經濟和社會效益。