1、NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)概述結(jié)構(gòu)及工作原理硬件軟件采集與算法自動(dòng)氣象站網(wǎng)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)自動(dòng)氣象觀測(cè)系統(tǒng)，從狹義上說(shuō)是指自動(dòng)氣象站，從廣義上說(shuō)是指自動(dòng)氣象站網(wǎng)。自動(dòng)氣象站是一種能自動(dòng)地觀測(cè)和存儲(chǔ)氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的設(shè)備。如果需要，可直接或在中心站編發(fā)氣象報(bào)告，也

2、可以按業(yè)務(wù)需求編制各類(lèi)氣象報(bào)表。自動(dòng)氣象站網(wǎng)由一個(gè)中心站和若干自動(dòng)氣象站通過(guò)通信電路組成。自動(dòng)氣象站自動(dòng)氣象站NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)按提供數(shù)據(jù)的時(shí)效性 實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站非實(shí)時(shí)自動(dòng)氣象站 能按規(guī)定的時(shí)間實(shí)時(shí)提供氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)氣象站 只能定時(shí)記錄和存儲(chǔ)觀測(cè)數(shù)據(jù)，但不能實(shí)時(shí)提供氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)氣象站 根據(jù)對(duì)自動(dòng)氣象站人工干預(yù)情況 有人自動(dòng)站 無(wú)人自動(dòng)站 1 自 動(dòng) 氣 象 站NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地

3、面氣象觀測(cè)2 自 動(dòng) 氣 象 站基本結(jié)構(gòu) 自動(dòng)氣象站由硬件和系統(tǒng)軟件組成,硬件包括傳感器,采集器,通訊接口,系統(tǒng)電源,計(jì)算機(jī)等,系統(tǒng)軟件和地面測(cè)報(bào)業(yè)務(wù)軟件.現(xiàn)用自動(dòng)氣象站主要采用集散式和總線式兩種體系結(jié)構(gòu).NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)通過(guò)傳感器和數(shù)據(jù)采集器采集數(shù)據(jù)分類(lèi)存儲(chǔ)工程量物理量分發(fā)系統(tǒng)工作原理 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION S

4、ICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)2 自 動(dòng) 氣 象 站 結(jié)構(gòu)及工作原理主要功能 自動(dòng)采集氣壓、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨 量、蒸發(fā)量、日照、輻射、地溫等全部或部分 氣象要素 按業(yè)務(wù)需求通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入人工觀測(cè)數(shù)據(jù) 按照海平面氣壓計(jì)算公式自動(dòng)計(jì)算海平面 氣壓；按照附錄1濕度參量的計(jì)算公式計(jì)算水汽 壓、相對(duì)濕度、露點(diǎn)溫度以及所需的各種統(tǒng)計(jì)量 編發(fā)各類(lèi)氣象報(bào)告 形成觀測(cè)數(shù)據(jù)文件 編制各類(lèi)氣象報(bào)表 實(shí)現(xiàn)通訊組網(wǎng)和運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)控NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)3 自 動(dòng) 氣 象 站

5、 硬 件 能感受被測(cè)氣象要素的變化并按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換器組成。 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)3 自 動(dòng) 氣 象 站 硬 件 氣壓振筒式、膜盒式氣壓傳感器 氣溫鉑電阻溫度傳感器 濕度濕敏電容濕度傳感器 風(fēng)向單翼風(fēng)向傳感器 風(fēng)速風(fēng)杯風(fēng)速傳感器 雨量翻斗式雨量傳感器 蒸發(fā)超聲測(cè)距蒸發(fā)量傳感器 輻射熱電堆式輻射傳感器 地溫鉑電阻地溫傳感器 日照直接輻射表、雙金屬片日照傳感器NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE &

6、amp; TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)風(fēng)速傳感器風(fēng)速傳感器原理原理三個(gè)輕質(zhì)錐形風(fēng)杯；三個(gè)輕質(zhì)錐形風(fēng)杯； 附著在中心不銹鋼軸上的截光附著在中心不銹鋼軸上的截光盤(pán)隨軸旋轉(zhuǎn)盤(pán)隨軸旋轉(zhuǎn) ；每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，切割紅外光束每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，切割紅外光束1414次，次，從而由光電晶體中產(chǎn)生出一個(gè)脈從而由光電晶體中產(chǎn)生出一個(gè)脈沖鏈，輸出的脈沖速率與風(fēng)速成沖鏈，輸出的脈沖速率與風(fēng)速成正比正比。 測(cè)量范圍測(cè)量范圍 0 0 60m/s60m/s分辨率分辨率 0.05m/s0.05m/s起動(dòng)風(fēng)速起動(dòng)風(fēng)速 不大于不大于0.3 m/s0.3 m/s精度精度 0.3m/s0.3m/s（S10m/sS10m/sS10m/s）抗風(fēng)強(qiáng)度

7、抗風(fēng)強(qiáng)度 75m/s75m/s傳感器輸出傳感器輸出 01221Hz01221Hz方波方波 工作電源工作電源 12V12V工作溫度工作溫度-40-40 o oC C+60+60 o oC (C (帶加熱帶加熱) )技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)測(cè)風(fēng)桿測(cè)風(fēng)桿風(fēng)向傳感器 風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的風(fēng)標(biāo)轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)的6 6至至8 8位格雷碼光碼盤(pán)位格雷碼光碼盤(pán) 6 6至至8 8個(gè)同心圓軌道，個(gè)同心圓軌道，0 0、2 2、2 22 2、2 23 3、2 24 4、2 25 5、(2(26 6 、2 27 7

8、) )等分等分 相鄰每份作透光與不透光處理相鄰每份作透光與不透光處理 碼盤(pán)兩側(cè)同一半徑上的碼盤(pán)兩側(cè)同一半徑上的6 6至至8 8對(duì)光電耦合器件對(duì)光電耦合器件 輸出相應(yīng)的輸出相應(yīng)的6 6至至8 8位格雷碼，每一個(gè)格雷碼代表一個(gè)風(fēng)向。位格雷碼，每一個(gè)格雷碼代表一個(gè)風(fēng)向。 測(cè)量范圍測(cè)量范圍03600360響應(yīng)靈敏度響應(yīng)靈敏度0.3 m/s0.3 m/s（3030度偏角）度偏角）工作電源工作電源1014VDC1014VDC分辨率分辨率 3 3輸出輸出電壓電壓02.5VDC02.5VDC抗風(fēng)強(qiáng)度抗風(fēng)強(qiáng)度75m/s75m/s工作環(huán)境工作環(huán)境-4060-4060、0100%RH0100%RH 原理原理技術(shù)指標(biāo)

9、技術(shù)指標(biāo)風(fēng)向、風(fēng)速風(fēng)向、風(fēng)速 傳傳 感感 器器 測(cè)量距地10米處的地面風(fēng)的速度及方向值，并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，此信號(hào)可以直接傳送到顯示儀器或記錄設(shè)備進(jìn)行處理。溫濕傳感器溫濕傳感器 來(lái)自芬蘭來(lái)自芬蘭VISALAVISALA公司公司的溫濕度傳感器的溫濕度傳感器 同時(shí)測(cè)量空氣溫度和同時(shí)測(cè)量空氣溫度和相對(duì)濕度相對(duì)濕度 CAWS-FH防輻射罩防輻射罩溫溫濕濕度度傳傳感感器器 測(cè)濕元件是聚合物薄膜電測(cè)濕元件是聚合物薄膜電容傳感器容傳感器 測(cè)溫元件是鉑電阻測(cè)溫元件是鉑電阻Pt100Pt100 感應(yīng)部件位于傳感器桿頭感應(yīng)部件位于傳感器桿頭部，外有一層濾膜過(guò)濾罩部，外有一層濾膜過(guò)濾罩保護(hù)保護(hù) 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)4 4線制鉑電阻

10、測(cè)溫滿足線制鉑電阻測(cè)溫滿足PT385PT385測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn)測(cè)溫標(biāo)準(zhǔn) 原理原理濕度濕度測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：0 0 100%RH100%RH輸出范圍：輸出范圍：0 0 100%RH0-1VDC100%RH0-1VDC分分 辨辨 率：率：1%RH1%RH準(zhǔn)準(zhǔn) 確確 度：度：3%3%（T0T0） 5%5%（T0T0）穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：1%RH/1%RH/年年溫度溫度測(cè)量范圍：測(cè)量范圍：-50-50 +50+50分分 辨辨 率：率：0.10.1準(zhǔn)準(zhǔn) 確確 度：度：0.20.2輸出：輸出： 四線制電阻四線制電阻 技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)測(cè)測(cè) V1、V2值即可求得值即可求得 Rt: Rt=R0*V1/V2 溫度計(jì)算公式：

11、溫度計(jì)算公式：T=A+B*Rt+C*Rt2 A 恒流源 Rt R0 V1 V2 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)雨量傳感器雨量傳感器 原理原理 雨水由截面積為雨水由截面積為200200平方厘米集水器匯集，平方厘米集水器匯集，通過(guò)裝有小圓護(hù)網(wǎng)的小漏斗及其下端的引流管通過(guò)裝有小圓護(hù)網(wǎng)的小漏斗及其下端的引流管注入翻斗。注入翻斗。 當(dāng)翻斗承積的水量達(dá)到一定的數(shù)量值時(shí)，當(dāng)翻斗承積的水量達(dá)到一定的數(shù)量值時(shí)，翻斗翻倒，另一半翻斗開(kāi)始盛雨。翻斗翻倒，另一半翻斗開(kāi)始盛雨。 計(jì)數(shù)翻斗中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼上端計(jì)數(shù)翻斗

12、中部裝有一塊小磁鋼，磁鋼上端有干簧管。當(dāng)計(jì)數(shù)翻斗翻動(dòng)時(shí)，磁鋼對(duì)干簧管有干簧管。當(dāng)計(jì)數(shù)翻斗翻動(dòng)時(shí)，磁鋼對(duì)干簧管掃描，使干簧接點(diǎn)因磁化而瞬間閉合一次，送掃描，使干簧接點(diǎn)因磁化而瞬間閉合一次，送出一個(gè)電路導(dǎo)通脈沖。相當(dāng)于出一個(gè)電路導(dǎo)通脈沖。相當(dāng)于0.1 mm0.1 mm降雨量。降雨量。 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)氣壓傳感器氣壓傳感器 原理原理 振筒式氣壓計(jì)由振動(dòng)筒、外保振筒式氣壓計(jì)由振動(dòng)筒、外保護(hù)筒、激振線圈和檢測(cè)線圈組成。護(hù)筒、激振線圈和檢測(cè)線圈組成。 彈性振筒感應(yīng)內(nèi)外的真空腔和彈性振筒感應(yīng)內(nèi)外的

13、真空腔和空氣腔的壓力差對(duì)應(yīng)輸出變化的頻空氣腔的壓力差對(duì)應(yīng)輸出變化的頻率。系統(tǒng)將頻率轉(zhuǎn)化為電壓輸出。率。系統(tǒng)將頻率轉(zhuǎn)化為電壓輸出。 為解決振筒振動(dòng)固有頻率的溫為解決振筒振動(dòng)固有頻率的溫度漂移，在振筒基座上加了一個(gè)測(cè)度漂移，在振筒基座上加了一個(gè)測(cè)溫元件，將測(cè)得筒內(nèi)氣體溫度作為溫元件，將測(cè)得筒內(nèi)氣體溫度作為參數(shù)提供給系統(tǒng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。參數(shù)提供給系統(tǒng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)蒸發(fā)傳感器蒸發(fā)傳感器 超聲波測(cè)距原理，選用高精度超聲波測(cè)距原理，選用高精度超聲波探頭，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿內(nèi)水面超聲波探頭

14、，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)蒸發(fā)皿內(nèi)水面高度變化進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)高度變化進(jìn)行檢測(cè)，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出輸出 。測(cè)量范圍測(cè)量范圍 0100mm0100mm分辨率分辨率 0.1mm0.1mm供電供電 1015VDC1015VDC輸出輸出 05V05V（電流最大（電流最大5Ma5Ma） 420mA420mA（負(fù)載電阻最大（負(fù)載電阻最大500500）技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)總輻射表總輻射：總輻射： 測(cè)量水平表面上、測(cè)量水平表面上、22立體角內(nèi)所接收到波長(zhǎng)為立體角內(nèi)所接收到波長(zhǎng)為0.3-3m0.3-3m

15、的太陽(yáng)直接照射和天空散射的總輻照度（的太陽(yáng)直接照射和天空散射的總輻照度（W/mW/m2 2）。反射輻射：總輻射感應(yīng)面向下，用來(lái)測(cè)量來(lái)自地面的波長(zhǎng)為反射輻射：總輻射感應(yīng)面向下，用來(lái)測(cè)量來(lái)自地面的波長(zhǎng)為0.3-30.3-3 m m短波反射輻射短波反射輻射。散射輻射：總輻射用遮光環(huán)遮擋太陽(yáng)直接輻射后，用來(lái)測(cè)量散射輻射：總輻射用遮光環(huán)遮擋太陽(yáng)直接輻射后，用來(lái)測(cè)量散射輻射散射輻射。 感應(yīng)件、玻璃罩和配件組成感應(yīng)件、玻璃罩和配件組成; ;附件附件包括：機(jī)體、干燥器、白色擋板、底座、包括：機(jī)體、干燥器、白色擋板、底座、水準(zhǔn)器和接線柱等。此外還有保護(hù)玻璃水準(zhǔn)器和接線柱等。此外還有保護(hù)玻璃罩的金屬蓋（又稱遮光罩

16、或保護(hù)罩）。罩的金屬蓋（又稱遮光罩或保護(hù)罩）。感應(yīng)件由感應(yīng)面和熱電堆組成。熱電堆感應(yīng)件由感應(yīng)面和熱電堆組成。熱電堆為快速響應(yīng)的線繞電鍍式熱電堆，感應(yīng)為快速響應(yīng)的線繞電鍍式熱電堆，感應(yīng)面涂面涂3M3M無(wú)光黑漆無(wú)光黑漆. . 玻璃罩為半球形雙層玻璃罩為半球形雙層石英玻璃，起防風(fēng)和透過(guò)波長(zhǎng)石英玻璃，起防風(fēng)和透過(guò)波長(zhǎng)0.3-3.00.3-3.0 m m范圍的短波輻射，透過(guò)率為常數(shù)且接近范圍的短波輻射，透過(guò)率為常數(shù)且接近0.90.9。采用雙層罩是為了阻止外層罩的紅。采用雙層罩是為了阻止外層罩的紅外輻射影響，減小測(cè)量誤差。外輻射影響，減小測(cè)量誤差。結(jié)構(gòu)原理結(jié)構(gòu)原理 NANJING UNIVERSITY O

17、F INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)總輻射表 基于熱電效應(yīng)基于熱電效應(yīng) 當(dāng)涂黑的感應(yīng)面接收輻當(dāng)涂黑的感應(yīng)面接收輻射增熱時(shí)，使以熱接點(diǎn)緊貼射增熱時(shí)，使以熱接點(diǎn)緊貼在下部的熱電堆產(chǎn)生與接收在下部的熱電堆產(chǎn)生與接收到的輻照度成正比的溫差電到的輻照度成正比的溫差電動(dòng)勢(shì)輸出信號(hào)。動(dòng)勢(shì)輸出信號(hào)。 工作原理工作原理響應(yīng)時(shí)間（響應(yīng)時(shí)間（95%95%）：）： 35S35S（99%99%）穩(wěn)定性（年變化量）：穩(wěn)定性（年變化量）： 小于小于2%2%非線性：非線性： 小于小于2%2%方位：方位： 小于小于5%5%測(cè)量角：測(cè)量角： 22立體角立體角輻照度：輻照度：0-

18、1400W/m0-1400W/m2 2（最大（最大2000 W/m2000 W/m2 2）光譜范圍：光譜范圍： 300-3200nm300-3200nm靈敏度：靈敏度： 7-14v/W7-14v/W* *m m-2-2接收涂層：接收涂層： 3M3M無(wú)光黑漆無(wú)光黑漆干燥劑：干燥劑： 硅膠硅膠技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)直接輻射表 光筒、自動(dòng)跟蹤裝置光筒、自動(dòng)跟蹤裝置 光筒內(nèi)部由光闌、內(nèi)筒、熱電光筒內(nèi)部由光闌、內(nèi)筒、熱電堆、干燥劑筒等組成。堆、干燥劑筒等組成。 感應(yīng)部件是采用繞線電鍍

19、式多感應(yīng)部件是采用繞線電鍍式多接點(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸接點(diǎn)熱電堆，其表面涂有高吸收率的黑色涂層。在線性范圍收率的黑色涂層。在線性范圍內(nèi)產(chǎn)生的溫差電勢(shì)與太陽(yáng)直接內(nèi)產(chǎn)生的溫差電勢(shì)與太陽(yáng)直接輻照度成正比。輻照度成正比。 自動(dòng)跟蹤裝置是由底板、緯度自動(dòng)跟蹤裝置是由底板、緯度架、電機(jī)等組成。電機(jī)是動(dòng)力架、電機(jī)等組成。電機(jī)是動(dòng)力源，用戶可根據(jù)要求選擇直流源，用戶可根據(jù)要求選擇直流電機(jī)或交流電機(jī)作為動(dòng)力源。電機(jī)或交流電機(jī)作為動(dòng)力源。 該表的跟蹤精度與安裝和細(xì)心該表的跟蹤精度與安裝和細(xì)心的調(diào)整有密切關(guān)系，有關(guān)詳細(xì)的調(diào)整有密切關(guān)系，有關(guān)詳細(xì)說(shuō)明請(qǐng)參考產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。說(shuō)明請(qǐng)參考產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)。工作原理工作原理 用于測(cè)量

20、光譜范圍為用于測(cè)量光譜范圍為0.27-0.27-3.2m3.2m的太陽(yáng)直輻射量。當(dāng)太的太陽(yáng)直輻射量。當(dāng)太陽(yáng)直輻射量超過(guò)陽(yáng)直輻射量超過(guò)120W/m120W/m2 2時(shí)和日時(shí)和日照時(shí)數(shù)記錄儀連接，也可直接照時(shí)數(shù)記錄儀連接，也可直接測(cè)量日照時(shí)數(shù)。測(cè)量日照時(shí)數(shù)。 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)凈輻射表 用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)輻射差，用來(lái)測(cè)量太陽(yáng)輻射差，即凈（全）輻射。上表面測(cè)即凈（全）輻射。上表面測(cè)量由天空（包括太陽(yáng)和大氣）量由天空（包括太陽(yáng)和大氣）向下的投射，下表面測(cè)量由向下的投射，下表面測(cè)量由地表（包括土壤、植

21、物、水地表（包括土壤、植物、水面）向上投射的全波段輻射面）向上投射的全波段輻射量，且自動(dòng)輸出上下表面測(cè)量，且自動(dòng)輸出上下表面測(cè)量值之差。量值之差。 工作原理工作原理 感應(yīng)件、薄膜罩和配件。感應(yīng)件、薄膜罩和配件。 感應(yīng)件由上下兩片涂黑感感應(yīng)件由上下兩片涂黑感應(yīng)面和熱電堆組成。應(yīng)面和熱電堆組成。 上下感應(yīng)面接受不同的輻上下感應(yīng)面接受不同的輻射量，使熱電堆上下端產(chǎn)生溫射量，使熱電堆上下端產(chǎn)生溫差而輸出與凈（全）輻射成正差而輸出與凈（全）輻射成正比的電量。比的電量。 感應(yīng)面外罩為上下兩個(gè)半感應(yīng)面外罩為上下兩個(gè)半球形聚乙烯薄膜罩，能透過(guò)短球形聚乙烯薄膜罩，能透過(guò)短波輻射和長(zhǎng)波輻射，測(cè)量波輻射和長(zhǎng)波輻射，

22、測(cè)量0.3-0.3-100m100m波長(zhǎng)的全波段的光輻射波長(zhǎng)的全波段的光輻射N(xiāo)ANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)紫外輻射表 紫外輻射傳感器也是紫外輻射傳感器也是一種光電效應(yīng)型傳感器。一種光電效應(yīng)型傳感器。 紫外輻射傳感紫外輻射傳感器是一種測(cè)量全球太器是一種測(cè)量全球太陽(yáng)紫外輻射陽(yáng)紫外輻射(UV-B)(UV-B)波波長(zhǎng)的精密儀器。廣泛長(zhǎng)的精密儀器。廣泛應(yīng)用于曝曬引起紅斑應(yīng)用于曝曬引起紅斑劑量的研究，劑量的研究，UV-BUV-B光光波對(duì)植物的影響研究，波對(duì)植物的影響研究，紫外線預(yù)報(bào)，氣候資紫外線預(yù)報(bào)，氣候資料

23、收集和臭氧洞影響料收集和臭氧洞影響的研究。的研究。 工作原理工作原理NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)分光譜輻射表 采用光電轉(zhuǎn)換感采用光電轉(zhuǎn)換感應(yīng)原理。表的內(nèi)罩為應(yīng)原理。表的內(nèi)罩為石英玻璃，外罩是經(jīng)石英玻璃，外罩是經(jīng)精密冷加工磨制而成精密冷加工磨制而成的光學(xué)玻璃。的光學(xué)玻璃。 分光譜輻射傳感器是分光譜輻射傳感器是與各種記錄器及計(jì)算機(jī)配接與各種記錄器及計(jì)算機(jī)配接使用，均能精確地測(cè)量出太使用，均能精確地測(cè)量出太陽(yáng)的總輻射量、紅外、可見(jiàn)陽(yáng)的總輻射量、紅外、可見(jiàn)光及紫外區(qū)輻射量的一次儀光及紫外區(qū)輻射量的一次儀

24、表。光譜范圍：表。光譜范圍：WB280-WB280-2800nm2800nm；JB400-2800nmJB400-2800nm；HB700-2800nmHB700-2800nm。 可廣泛應(yīng)用于紫外線測(cè)可廣泛應(yīng)用于紫外線測(cè)量的預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)氣象、植物量的預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)氣象、植物生理研究，太陽(yáng)能利用、海生理研究，太陽(yáng)能利用、海洋考察、建筑材料老化及大洋考察、建筑材料老化及大氣污染等科學(xué)研究。氣污染等科學(xué)研究。 工作原理工作原理NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)能見(jiàn)度儀 能見(jiàn)度儀采用前向散能見(jiàn)度儀采用前向散射法測(cè)大

25、氣消光系數(shù)，射法測(cè)大氣消光系數(shù)，通過(guò)換算得出能見(jiàn)度。通過(guò)換算得出能見(jiàn)度。 能見(jiàn)度儀由穩(wěn)定的紅外能見(jiàn)度儀由穩(wěn)定的紅外發(fā)射光源，高靈敏度，大動(dòng)發(fā)射光源，高靈敏度，大動(dòng)態(tài)范圍的紅外散射光接收器，態(tài)范圍的紅外散射光接收器，信號(hào)采集與處理器，控制器，信號(hào)采集與處理器，控制器，加熱器，電源，調(diào)制解條器，加熱器，電源，調(diào)制解條器，防護(hù)罩，防腐支架，不銹鋼防護(hù)罩，防腐支架，不銹鋼機(jī)箱等部件組成。整個(gè)電路機(jī)箱等部件組成。整個(gè)電路采用大規(guī)模可編程器件，貼采用大規(guī)模可編程器件，貼片工藝，體積小，升級(jí)靈活片工藝，體積小，升級(jí)靈活方便，易于擴(kuò)充。信號(hào)采集方便，易于擴(kuò)充。信號(hào)采集系統(tǒng)用軍品級(jí)貼片式低功耗系統(tǒng)用軍品級(jí)貼片式

26、低功耗CPLDCPLD門(mén)陣列電路，縮小了電門(mén)陣列電路，縮小了電路體積，增強(qiáng)了穩(wěn)定性和可路體積，增強(qiáng)了穩(wěn)定性和可靠性。靠性。 工作原理工作原理NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)日照傳感器日照傳感器 原理原理 日照傳感器日照傳感器用以日照傳感器日照傳感器用以精確探測(cè)陽(yáng)光輻射起止。當(dāng)照射精確探測(cè)陽(yáng)光輻射起止。當(dāng)照射在儀器上的直接陽(yáng)光輻射高于某在儀器上的直接陽(yáng)光輻射高于某一預(yù)設(shè)閾值時(shí)觸點(diǎn)接觸閉合，接一預(yù)設(shè)閾值時(shí)觸點(diǎn)接觸閉合，接觸閉合輸出信號(hào)可由多種記錄器觸閉合輸出信號(hào)可由多種記錄器記錄。它不需要季節(jié)性的調(diào)節(jié)和

27、記錄。它不需要季節(jié)性的調(diào)節(jié)和維護(hù)。對(duì)于緯度在維護(hù)。對(duì)于緯度在0 0度到度到6565度的任度的任意區(qū)域內(nèi)，能滿足無(wú)人值守和低意區(qū)域內(nèi)，能滿足無(wú)人值守和低能耗的要求。能耗的要求。 當(dāng)太陽(yáng)直輻射量超過(guò)120W/時(shí)，直接輻射表和日照時(shí)數(shù)記錄儀連接，也可直接測(cè)量日照時(shí)數(shù)。 NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)風(fēng)向、風(fēng)速風(fēng)向、風(fēng)速溫、濕度溫、濕度氣壓氣壓雨量雨量地溫地溫蒸發(fā)蒸發(fā)輻射輻射感雨感雨防雷板防雷板采集核心采集核心通訊預(yù)處理通訊預(yù)處理MODEM 串口隔離器串口隔離器 DCP發(fā)射機(jī)發(fā)射機(jī) VHF/UHF 通訊部

28、件 供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)主控機(jī)主控機(jī)打印機(jī)打印機(jī)UPS傳感器傳感器采集系統(tǒng)采集系統(tǒng)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)2分鐘平均風(fēng)向分鐘平均風(fēng)向露點(diǎn)溫度露點(diǎn)溫度最低草溫最低草溫/最低雪溫最低雪溫2分鐘平均風(fēng)速分鐘平均風(fēng)速本站氣壓本站氣壓最低草溫最低草溫/最低雪溫出現(xiàn)時(shí)間最低雪溫出現(xiàn)時(shí)間10分鐘平均風(fēng)向分鐘平均風(fēng)向最高本站氣壓最高本站氣壓蒸發(fā)量蒸發(fā)量10分鐘平均風(fēng)速分鐘平均風(fēng)速最高本

29、站氣壓出現(xiàn)時(shí)間最高本站氣壓出現(xiàn)時(shí)間日照時(shí)數(shù)日照時(shí)數(shù)最大風(fēng)速時(shí)風(fēng)向最大風(fēng)速時(shí)風(fēng)向最低本站氣壓最低本站氣壓總輻射曝輻量總輻射曝輻量最大風(fēng)速最大風(fēng)速最低本站氣壓出現(xiàn)時(shí)間最低本站氣壓出現(xiàn)時(shí)間總輻射最大輻照度總輻射最大輻照度最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間最大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間地面溫度地面溫度總輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間總輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間瞬時(shí)風(fēng)向瞬時(shí)風(fēng)向地面最高溫度地面最高溫度凈全輻射曝輻量?jī)羧椛淦剌椓克矔r(shí)風(fēng)速瞬時(shí)風(fēng)速地面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間地面最高溫度出現(xiàn)時(shí)間凈全輻射最大輻照度凈全輻射最大輻照度極大風(fēng)向極大風(fēng)向地面最低溫度地面最低溫度凈全輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間凈全輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間極大風(fēng)速極大風(fēng)速地面最低溫度出現(xiàn)時(shí)間地

30、面最低溫度出現(xiàn)時(shí)間凈全輻射最小輻照度凈全輻射最小輻照度極大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間極大風(fēng)速出現(xiàn)時(shí)間5cm地溫地溫凈全輻射最小輻照度出現(xiàn)時(shí)間凈全輻射最小輻照度出現(xiàn)時(shí)間降水量降水量10cm地溫地溫直接輻射曝輻量直接輻射曝輻量氣溫氣溫15cm地溫地溫直接輻射最大輻照度直接輻射最大輻照度最高氣溫最高氣溫20cm地溫地溫直接輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間直接輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間最高氣溫出現(xiàn)時(shí)間最高氣溫出現(xiàn)時(shí)間40cm地溫地溫水平直接輻射曝輻量水平直接輻射曝輻量最低氣溫最低氣溫80cm地溫地溫散射輻射曝輻量散射輻射曝輻量最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間最低氣溫出現(xiàn)時(shí)間160cm地溫地溫散射輻射最大輻照度散射輻射最大輻照度相對(duì)濕度相對(duì)濕度3

31、20cm地溫地溫散射輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間散射輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間最小相對(duì)濕度最小相對(duì)濕度草溫草溫/雪溫雪溫反射輻射曝輻量反射輻射曝輻量最小相對(duì)濕度出現(xiàn)時(shí)間最小相對(duì)濕度出現(xiàn)時(shí)間最高草溫最高草溫/最高雪溫最高雪溫反射輻射最大輻照度反射輻射最大輻照度水汽壓水汽壓最高草溫最高草溫/最高雪溫出現(xiàn)時(shí)間最高雪溫出現(xiàn)時(shí)間反射輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間反射輻射最大輻照度出現(xiàn)時(shí)間NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)DZQ-I型便攜式自動(dòng)氣象站上海華巖儀器設(shè)備有限公司NANJING UNIVERSITY OF INFORMA

32、TION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)3 自 動(dòng) 氣 象 站 硬 件 數(shù)據(jù)采集器 數(shù)據(jù)采集器是自動(dòng)氣象站的核心，其主要功能是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及數(shù)據(jù)傳輸?shù)取ANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)采樣速率及算法符合本標(biāo)準(zhǔn)“采樣和算法”的規(guī)定；采集器的電源能保證采集器至少7天正常工作，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器至少能存儲(chǔ)3天的每分鐘氣壓、氣溫、相對(duì)濕度、1分鐘平均風(fēng)向和風(fēng)速、降水量和表1中所列全部或部分項(xiàng)目的每小時(shí)正點(diǎn)觀測(cè)數(shù)據(jù)，能在計(jì)算機(jī)中形成規(guī)定的數(shù)據(jù)文件具有顯示功能的采集器，

33、能直接從顯示器上讀取以下所需的全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)：可讀取瞬時(shí)的數(shù)據(jù)有：風(fēng)向、風(fēng)速、氣溫、相對(duì)濕度、本站氣壓、海平面氣壓、降水量、各層地溫、各種輻射的輻照度等。可讀取定時(shí)數(shù)據(jù)有：2分鐘平均風(fēng)向、2分鐘平均風(fēng)速、氣溫、露點(diǎn)溫度、本站氣壓、海平面氣壓、降水量。時(shí)鐘誤差不超過(guò)30秒/月。可以使用交流或直流供電。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)數(shù)據(jù)采集器數(shù)據(jù)采集器NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)Vaisala 數(shù)據(jù)采集

34、器NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)3 自 動(dòng) 氣 象 站 硬 件 系統(tǒng)電源 自動(dòng)氣象站具備高穩(wěn)定性 無(wú)干擾的系統(tǒng)電源。在有市電的地方，使用市電，并對(duì)備用電池浮充電，以備出現(xiàn)故障時(shí)使用。若使用計(jì)算機(jī)，則還配備不間斷電源(UPS)和后備電池。自動(dòng)氣象站可用電池供電。在無(wú)市電的地區(qū)，自動(dòng)氣象站可用電池供電，這時(shí)，可用輔助電源對(duì)電池充電。可作輔助電源的有：柴油或汽油發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能電池板等。 通信接口聯(lián)接采集器與計(jì)算機(jī) 計(jì)算機(jī)與中心站 采集器與中心站等的通信連接設(shè)備。 外圍設(shè)備根據(jù)不同的需要，配置

35、的外圍設(shè)備有：計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、 顯示器等。NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)4 自 動(dòng) 氣 象 站 軟 件自動(dòng)氣象站的系統(tǒng)軟件采集軟件業(yè)務(wù)軟件 為了實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)和遠(yuǎn)程控制，還須配置遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件.NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)4 自 動(dòng) 氣 象 站 軟 件 采集軟件 采集軟件有廠家提供,寫(xiě)在采集器中. 其主要功能有: (1)接受和響應(yīng)業(yè)務(wù)軟件對(duì)參數(shù)的設(shè)置和系統(tǒng)時(shí)鐘的調(diào)整; (2)實(shí)時(shí)和定時(shí)采集各傳感器的輸出信號(hào)

36、,經(jīng)計(jì)算、處理形成各氣象要素值; (3)存儲(chǔ)、顯示和傳輸各氣象要素值; (4)大風(fēng)報(bào)警; (5)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控.NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)NANJING UNIVERSITY OF INFORMATION SICENCE & TECHNOLOGY地面氣象觀測(cè)4 自 動(dòng) 氣 象 站 軟 件 業(yè)務(wù)軟件 業(yè)務(wù)軟件根據(jù)地面氣象業(yè)務(wù)的需要編制。 主要功能包括：參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示、定時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、編發(fā)氣象報(bào)告、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)審核、報(bào)表編制，按照全國(guó)地面氣象資料數(shù)據(jù)模式形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件等。NANJING UNIVE