氣象儀器論文.doc

氣象儀器課程論文 題 目 全要素數(shù)字氣象站 學(xué)生姓名 學(xué) 號 院 系 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 二一二 年 十二 月 二十二 日全要素數(shù)字氣象站 1、 概述： 移動式自動氣象站采用一體化設(shè)計，專門為學(xué)?？蒲薪虒W(xué)，小氣候觀測，流動氣象觀測哨、短期科學(xué)考察、季節(jié)性生態(tài)監(jiān)測等開發(fā)生產(chǎn)的多要素自動氣象站?？蓽y量風(fēng)向、風(fēng)速、溫度、濕度、氣壓、雨量、太陽輻射量、太陽紫外線、土壤溫濕度等常規(guī)氣象要素，同時根據(jù)微氣象學(xué)中空氣動力學(xué)方法，自動計算并存儲風(fēng)寒指數(shù)、ET蒸騰蒸發(fā)量及溫/濕度/光照/風(fēng)指數(shù)。本文介紹PC-3型移動式自動氣象站，該氣象站已成為目前為止國內(nèi)測量氣象要素最全面的小氣候觀測站。 二、應(yīng)用領(lǐng)域： 主要應(yīng)用于科研教學(xué)，微氣象學(xué)研究，軍事運用的支援、臨時氣象觀測點，如突發(fā)事件（如火災(zāi)、洪澇災(zāi)害）的響應(yīng)及突發(fā)性災(zāi)害性天氣的現(xiàn)場監(jiān)控、大中小學(xué)的氣象觀測臺站、農(nóng)業(yè)農(nóng)情灌溉氣象環(huán)境指標(biāo)監(jiān)測、森林火險氣象指標(biāo)監(jiān)測等，又可作為環(huán)境科研監(jiān)測的補充觀測儀器。 三、技術(shù)特點：1、氣象觀測要素：（可根據(jù)要求選頂或組合各種氣象傳感器） （1）大氣環(huán)境類：環(huán)境溫度，環(huán)境相對濕度，露點溫度，大氣壓力，風(fēng)速，風(fēng)向，降水量， 水面蒸發(fā)，二氧化碳，葉面濕度，日照時數(shù)，光照度，太陽總輻射、散射輻射、直接輻射、反射輻射、凈全輻射、近紅外輻射、光合有效輻射、紫外線輻射、遠(yuǎn)紅外輻射等；（2）土壤參數(shù)類：土壤溫度，土壤濕度，土壤熱通量，土壤水勢，土壤導(dǎo)電率等； （3）生態(tài)環(huán)境類：多層風(fēng)，多層溫度，多層濕度，多層土壤水份，多層CO2等 圖1 圖22、自動氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測記錄儀： ATRM-ZS1型氣象生態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀功能全面，數(shù)據(jù)測量精度高，最多可采集幾十項氣象要素的數(shù)據(jù)，核心部件采用高性能16位微處理器為主控CPU，內(nèi)置大容量數(shù)據(jù)存儲器，可連續(xù)存儲8000條數(shù)據(jù)永不丟失。便攜式防震結(jié)構(gòu)，工業(yè)控制標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，適合在惡劣工業(yè)或野外極地環(huán)境中使用，大屏幕圖形液晶顯示屏，具有漢字及圖形顯示功能，一屏顯示多路氣象數(shù)據(jù)，便于現(xiàn)場直接觀測，減少了通過電腦監(jiān)測數(shù)據(jù)帶來的不便。 B系統(tǒng)具有交直流兩用供電方式，當(dāng)交流電停電后，可自動由充電電池供電，節(jié)能環(huán)保設(shè)計，主機電池一次充電使用時間可保證連續(xù)工作48小時以上。配備TDC-25型太陽能供電裝置，可用于野外無電地區(qū)常年使用。 CU盤數(shù)據(jù)存儲功能：將移動存儲器（U盤）與監(jiān)測儀器的U盤控制器相連，就可完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的連續(xù)存儲，存儲時間任意設(shè)定，然后可將U盤數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入微機。由于U盤存儲容量大，可保證數(shù)據(jù)長時間永久存儲，因此系統(tǒng)具有無限量存儲特點。3、 自動氣象站監(jiān)測軟件： PC-3型自動氣象站軟件完全滿足國家“自動氣象站標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范”要求，界面友好，圖形數(shù)據(jù)顯示，（有線，無線）多種通訊方式，動態(tài)組網(wǎng)，可支持百臺以上監(jiān)測站點并發(fā)通訊；在Windows2000以上系統(tǒng)環(huán)境即可運行，與打印機相連自動打印存儲數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲格式為EXCEL標(biāo)準(zhǔn)格式，可生成氣象數(shù)據(jù)圖表，供其它軟件調(diào)用。 圖 3 圖 44、 方便快捷數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)功能：提供了有線傳輸和無線傳輸兩種方式； 有線傳輸方式：通過標(biāo)準(zhǔn)RS232/RS485/USB通訊接口，與監(jiān)測中心PC機有線連接，最長有線通訊距離可達(dá)1000米，實時傳送采集數(shù)據(jù) ，也可通過網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)一個中心對多個站點的實時監(jiān)測； 無線傳輸方式：可根據(jù)通訊距離的不同分為短距離無線數(shù)傳、中距離無線數(shù)傳、長距離無線數(shù)傳三種無線傳輸方式。（1）短距離無線數(shù)傳方式：采用先進的微波射頻通訊傳輸模塊，通訊距離在0300米范圍之內(nèi)，主要適合于校園內(nèi)、場區(qū)內(nèi)等短距離范圍內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸，無任何通訊費用。（2） 中距離無線數(shù)傳方式：采用電臺方式進行數(shù)據(jù)傳輸，通訊距離在02000米范圍之內(nèi)，主要適合于對氣象監(jiān)測站和氣象監(jiān)測中心位置較遠(yuǎn)同時不合適于有線進行通訊的情況下進行使用，不收取任何通訊費用數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定。（3）長距離無線數(shù)傳方式：采用GSM網(wǎng)/GPRS網(wǎng)通訊技術(shù)，結(jié)合Internet網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議，配備無線通訊控制器可實現(xiàn)監(jiān)測中心對各個站點進行實時監(jiān)測，遠(yuǎn)程采集各監(jiān)測站點的氣象數(shù)據(jù)，不受距離限制，數(shù)據(jù)傳輸可靠。 GSM通訊方式利用短信方式進行數(shù)據(jù)的透明傳輸, 只要網(wǎng)絡(luò)信號覆蓋的地區(qū)都可以進行數(shù)據(jù)傳輸, 不受地理環(huán)境的限制，可根據(jù)用戶使用需要將當(dāng)前環(huán)境的氣象參數(shù)按照指定的間隔時間，發(fā)送到用戶設(shè)定的手機號碼上，通訊費用按信息服務(wù)資費計算，適合站點較少，數(shù)據(jù)量小的系統(tǒng)使用。GPRS無線通訊方式是在現(xiàn)有GSM系統(tǒng)上發(fā)展出來的一種新的無線數(shù)據(jù)傳數(shù)業(yè)務(wù)，目的是給中國移動用戶提供高速無線IP或X.25服務(wù)， GPRS理論帶寬可171.2Kbit/s，在此信道上提供TCP/IP連接，可以用于INTERNET連接、數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用。GPRS允許用戶在端到端分組轉(zhuǎn)移模式下發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，而不需要利用電路交換模式的網(wǎng)絡(luò)資源。GPRS永遠(yuǎn)在線，按流量計費，從而提供了一種高效、低成本的無線分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。特別適用于間斷的、突發(fā)性的和頻繁的、點多分散、中小流量的數(shù)據(jù)傳輸，也適用于偶爾的大數(shù)據(jù)量傳輸。 圖 55、 觀測支架：可移動式一體化三角觀測支架，鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)設(shè)計，外形美觀，功能齊全，安裝方便；也可根據(jù)客戶要求配置車載式觀測支架，應(yīng)用于不同的環(huán)境監(jiān)測應(yīng)急車輛。6、 特殊環(huán)境下的可選配儀器：該套氣象站可針對不同的使用環(huán)境，配置不同類型的氣象傳感器及相關(guān)配件；現(xiàn)有我公司自行研發(fā)生產(chǎn)的TBQ系列水下太陽輻射表、EL8-1型螺旋槳式聯(lián)合風(fēng)向風(fēng)速傳感器及PC-3型車載式氣象觀測支架等儀器，可適用于海洋環(huán)境監(jiān)測或移動環(huán)境監(jiān)測車輛等特殊條件下的環(huán)境監(jiān)測使用。 圖 6 圖 7四、主要技術(shù)指標(biāo) 表 1名 稱型 號測量范圍分 辨 率準(zhǔn) 確 度環(huán)境溫度PTS-3-50+800.10.1相對濕度PTS-30100%0.1%2%(80%時)5%(80%時)露點溫度PTS-3-40500.10.2風(fēng)向EC-9X036033風(fēng)速EC-9S070m/s0.1m/s(0.3+0.03V)m/s降 水 量L30-999.9 mm0.1mm0.4mm(10mm時)4%（10mm時）土壤溫度PTWD-2A-50+800.10.1土壤濕度TDR-30100%0.1%2土壤熱通量HF-1-500500 W1 W/5土壤水勢TDR-20-1500kPa1kpa10kPa葉面濕度YMS-D10100%0.1%10大氣壓力QA-15501060hPa0.1hPa0.3hPa蒸 發(fā)ZFL10100mm0.1mm1.5%二氧化碳ES-D02000ppm1ppm20ppm紫 外 線TBQ-ZW-20500W1 W/5總 輻 射TBQ-202000W1 W/5直接輻射TBS-2-202000W1 W/5日照時數(shù)TBS-2-2024h0.1h0.1h光合有效輻射TBQ-50500W1 W/5光 照 度TBQ-6020萬Lux-7ETTRM-ZS1天 0999.9mm月01999.9mm年01999.9mm0.1mm5%風(fēng)寒指數(shù)TRM-ZS1-79+5411紫外線指數(shù)TRM-ZS10160.15%氣象生態(tài)環(huán)境監(jiān)測儀TRM-ZS1二十氣象參數(shù)0.1高精度觀測支架 （三角式或車載式）PC-3ZJ3m戶外使用鋼結(jié)構(gòu)，外觀噴塑防腐，含防雷保護裝置太陽能供電系統(tǒng)TDC-25功率25W太陽能電池+充電電池+保護器可選配無線通訊控制器GSM/GPRS短/中/長距離傳輸免費/收費傳輸可選配U盤存儲控