ПЕРЕНОСНАЯ КОМПЛЕКСНАЯ МЕТЕОСТАНЦИЯ Российский патент 2005 года по МПК G01W1/02 

Изобретение относится к экологическим информационным станциям, а именно к станциям автоматического контроля физико-химического, радиационного состояния атмосферного воздуха.

Особенно актуально применение подобных станций в районах нефтегазовых месторождений, металлургических, химических, атомных производств и т.п. Создание эффектных автоматических средств контроля, работающих в сложных климатических условиях без участия человека при резком перепаде температур, влажности, давлений, является сложной проблемой, решение которой является предметом интереса во всем мире. Такие станции, созданные с той или иной степенью автоматизации, используются, например, в США (Чикаго, Лос-Анжелес, Нью-Йорк), Япония (префектура Гума, г.Нагоя), Великобритании (станции фирмы “Тельстор”), Польше (Горносилезский промышленный округ) и т.д.

Известна, например, станция, описанная в патенте RU №2078357, МПК: G 01 W 1/02 с приоритетом от 27.04.97), содержащая корпус, опорную раму, метеокомплекс, измерительную аппаратуру загрязненности воздуха, пробозаборники воздуха, блоки диагностики, управления и передачи информации, кондиционер и нагреватель, датчики температуры нагретого и холодного воздуха. Метеокомплекс на таких станциях содержит метеоаппаратуру для измерения температуры, влажности окружающей среды и направления, силы и скорости ветра. Метеодатчики расположены на выносной штанге, закрепленной на корпусе станции. Такие станции относятся к стационарному типу автоматических станций экологического контроля окружающей среды и не имеют возможности расширить контролируемую территорию и обеспечить оперативный контроль параметров окружающей среды на отдельных участках обследуемой территории.

Недостатками известной станции, включающей в себя метеоаппаратуру, являются ограниченность контролируемой территории и невозможность обеспечения оперативного контроля метеорологических параметров окружающей среды (воздуха).

Известна также переносная комплексная метеостанция (см., например, патент RU №2199139, МПК G 01 W 1/02 с приоритетом от 28.08.2001), выбранная в качестве прототипа и содержащая термостатированный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей информацию аппаратурой и метеодатчики.

Она предназначена для контроля загрязнения атмосферного воздуха и измерения метеорологических параметров окружающей среды (воздуха). Станция размещена в контейнере, выполненном из теплоизолирующего материала. Метеодатчики контролируют температуру, относительную влажность, направление и силу ветра, солнечную радиацию, давление, уровень осадков и вертикальную скорость ветра.

Однако известная станция не имеет возможности производить автономные непрерывные наблюдения за количеством и интенсивностью осадков, т.к. она не оснащена соответствующими приборами и аппаратурой.

Недостатками известной метеостанции являются невозможность измерения количества осадков из-за отсутствия приборов, обеспечивающих измерение и выдачу информации о количестве и интенсивности осадков.

Задачей настоящего изобретения является создание такой переносной комплексной метеостанции, которая обладала бы возможностью измерять количество осадков и передавать информацию.

Поставленная задача решается тем, что в состав переносной комплексной метеостанции, содержащей термостатированный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей информацию аппаратурой, и метеодатчики, введен осадкомер, выполненный в виде оттарированного сосуда с конической горловиной и сливной пробкой, установленного вертикально в термостатированном корпусе, причем горловина непосредственно сообщена с атмосферой и снабжена электронагревателем с датчиком температуры, закрепленными на внешней поверхности горловины, при этом к донной зоне внутреннего объема сосуда подведен сливной трубопровод с электромагнитным клапаном, а ниже уровня входного отверстия сливного трубопровода в сосуд встроен датчик перепада давлений с температурной компенсацией, электрически подключенный к блоку управления электромагнитным клапаном и электронагревателем с датчиком температуры.

Технический результат достигается тем, что в состав переносной комплексной метеостанции введен вновь созданный прибор для измерения количества осадков - осадкомер и предназначенный для автоматического и круглосуточного измерения количества выпавших атмосферных осадков в виде дождя, а также пригодный для измерения твердых осадков в виде снега, града и т.п., с последующей передачей информацию в центр обработки данных. Осадкомер работает на принципе разности давления столба жидкости в оттарированном сосуде относительно атмосферного давления.

Использование предлагаемой переносной комплексной метеостанции, например, на аэродромах, космодромах, в агро-гидрогеологии и т.д. позволяет дать значительный экономический эффект за счет обеспечения (наряду с контролем температуры, относительной влажности, направления и силы ветра, солнечной радиации, давления, вертикальной скорости ветра) измерения количества осадков за счет введения в состав метеостанции осадкомера, работающего на принципе изменения разности давления столба жидкости (столба собранных осадков) в оттарированном сосуде относительно атмосферного давления; при этом осадкомер обеспечивает непрерывное наблюдение за количеством и интенсивностью осадков, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид переносной комплексной метеостанции и дано устройство осадкомера.

Переносная комплексная метеостанция состоит из следующих основных узлов и деталей: термостатированного корпуса 1 с размещенной внутри него измерительной аппаратурой 2, микропроцессорной аппаратурой 3, передающей аппаратурой 4 и метеодатчики 5. В состав метеостанции введен осадкомер 6, выполненный в виде оттарированного сосуда 7 с конической горловиной 8 и сливной пробкой 9, установленного вертикально в термостатированном корпусе 1. Коническая горловина 8 непосредственно сообщена с атмосферой и снабжена электронагревателем 10 с датчиком температуры 11, закрепленными на внешней поверхности горловины 8. К нижней части 12 (во внутренний объем сосуда 7 в его донную зону) подведен сливной трубопровод 13 с электромагнитным клапаном 14. Под уровнем входного отверстия сливного трубопровода 13 в сосуд 7 встроен датчик перепада давлений 15 с температурной компенсацией, электрически подключенный к блоку управления 16, управляющему электромагнитным клапаном 14 и электронагревателем 10 с датчиком температуры 11. Блок управления 16 входит в состав микропроцессора 3.

Метеодатчики 5 расположены снаружи корпуса 1 и обеспечивают контроль и измерение температуры, относительной влажности, направления и силы ветра, солнечной радиации, давления и вертикальной скорости ветра. Введенный с состав метеостанции осадкомер 6 предназначен для автоматического и круглосуточного измерения количества выпавших атмосферных осадков виде дождя, снега, града. Работает осадкомер 6 на принципе изменения, фиксируемого посредством датчика перепада давлений 15 разности давления столба жидкости (столба собранных осадков) в оттарированном сосуде 7 относительно атмосферного давления.

Метеостанция имеет круговую ручку 17 для переноски, опорную юбку 18 и съемный защитный колпак 19.

Коническая горловина 8 имеет заданную площадь входного (верхнего) сечения (площадь сбора осадков) и предназначена для сбора выпавших атмосферных осадков в оттарированный сосуд 7. На нижней части сосуда 7 установлен контрольный датчик температуры 20.

Работает переносная комплексная метеостанция в режиме измерения количества выпавших атмосферных осадков осадкомером 6 следующим образом.

Метеостанция устанавливается на открытом воздухе со снятым защитным колпаком 19.

Для электроснабжения метеостанции преимущественно используют аккумуляторные батареи, введенные в состав метеостанции, кроме того, она имеет места присоединения к внешним источникам электроснабжения. Переносная комплексная метеостанция работает в атоматическом режиме сбора, обработки и передачи информации в центр обработки данных.

Атмосферные осадки в виде дождя, снега, града, попадая в коническую горловину 8, стекают в оттарированный сосуд 7, где накапливаются до заданного уровня, при этом по сигналу от датчика перепада давлений 15 с температурной компенсацией (поправкой на температуру) микропроцессор 3 считывает показания датчика 15, формирует и передает информацию по каналам связи потребителю (в центр обработки данных), одновременно блок управления 16 микропроцессора 3 производит воздействие открытие, закрытие на электромагнитный клапан 14 и, постоянно сливая через трубопровод 13 избыток жидкости, поддерживает заданный уровень жидкости в сосуде 7, необходимый для точного определения количества осадков (жидкости). В случае выпадения осадков в виде снега или града (твердых осадков) при попадании в горловину 8 твердые осадки сжижаются (расплавляются) за счет нагрева от электронагревателя 10, который включается (выключается) по команде (сигналу) от блока управления 16 в зависимости от показаний (по сигналу) от датчика температуры 11, четко отслеживающего и контролирующего заданную температуру на стенке горловины 8. Температурная компенсация (поправка на температуру) датчика перепада давлений 15 учитывается микропроцессором 3 по показаниям (по сигналу) от датчика температуры 20, постоянно контролирующему температуру на стенке сосуда 7, в которую встроен и сообщен с сосудом 7 датчик 15.

Сливная пробка 9 предназначена для полного слива жидкости (атмосферных осадков) из сосуда 7 и его промывки от возможных твердых осадков (загрязнением в виде пыли и т.п.) во время проведения регламентных работ.

Введение в состав переносной комплексной метеостанции осадкомера 6, работающего на принципе изменения разности давления столба жидкости в оттарированном сосуде 7 относительно атмосферного давления, обеспечивает измерение количества осадков, что выполняет поставленную задачу.

Переносная комплексная метеостанция относится к экологическим информационным станциям, а именно к станциям автоматического контроля физико-химического, радиационного состояния атмосферного воздуха. Переносная комплексная метеостанция содержит термостатированный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей информацию аппаратурой и метеодатчики. Также введен осадкомер, выполненный в виде оттарированного сосуда с конической горловиной и сливной пробкой. Горловина непосредственно сообщена с атмосферой и снабжена электронагревателем с датчиком температуры. К донной зоне внутреннего объема сосуда подведен сливной трубопровод с электромагнитным клапаном. Ниже уровня входного отверстия сливного трубопровода в сосуд встроен датчик перепада давлений с температурной компенсацией. Технический результат: повышение функциональных возможностей устройства. 1 ил.

Переносная комплексная метеостанция, содержащая термостатированный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей аппаратурой, метеодатчики, отличающаяся тем, что в ее состав введен осадкомер, выполненный в виде оттарированного сосуда с конической горловиной и сливной пробкой, установленного вертикально в термостатированном корпусе, причем горловина непосредственно сообщена с атмосферой и снабжена электронагревателем с датчиком температуры, закрепленными на внешней поверхности горловины, при этом в донную зону внутреннего объема сосуда подведен сливной трубопровод с электромагнитным клапаном, а ниже уровня входного отверстия сливного трубопровода в сосуд встроен датчик перепада давлений с температурной компенсацией, электрически подключенный к блоку управления электромагнитным клапаном и электронагревателем с датчиком температуры.