[发明专利]一种自平衡的高灵敏度气压探空气球

说明书

技术领域

本发明涉及一种自平衡的高灵敏度气压探空气球，属于气象设备领域。

背景技术

高空气象探测是通过探空气球携带的探空仪进行高空气象数据采集，探空气球通过采用氢气或者氦气作为填充气体；

中国除香港一个气象台站外（进口芬兰vaisala公司AUTOSONDE系统），所有的高空气象探测侧台站，探空气球的充气，均为手工操作。世界上也只有欧美等少数几个发达国家配备了无人高空气象探测站。到目前为止，能研制出大气探测自动充、放气球装置的国家只有芬兰。要实现无人高空气象探测，首先要解决的不仅是探空气球自动充气，同时还有探空气球的自动恒压排气；

探空气球是人类研究平流层的重要工具，在气象学发展和天气预报工作中起到了重要作用；探空气球一般携带各类无线电探空仪或其他电子设备升空，在做到探空气球自动充气的同时，也要做到探空气球的自动排气限高和限速；

因为在大气环境中，特别是高空，其气压大小和气流是及其不稳定的，探空气球内的气体压力也比较高，加上探空气球本身充气后，气囊壁面会比较薄，如果气球在一直上升过程中，不对气球内气压进行调整的话，很容易因为气压变化过大而发生破裂，导致探空仪等贵重电子设备的损坏，甚至会发生无法回收的情况，同时探空气球在释放到空中后，如果通过调整气压对探空气球的浮力进行调整，会发生探空气球一直上升的情况，如果不加以控制，很难保证气球位于最佳的观测高度，同时如果气球一直上升，最后不仅会导致探空气球的破裂，同时因为高空气流速度较快，也很容易发生探空气球的丢失；

为了防止上述情况的发生，一般会在探空气球内安装一个与电子高度计联动的泄压阀，对气球的压力进行控制；

ZL201220732719.0中提到了一种可回收的探空气球，其回收防止主要是通过细绳控制其活动范围，虽然通过细绳可以良好的限制探空气球的高度，但也极大的限制了探空气球的活动空间，而且细绳本身比较容易发生断裂或者缠绕，很容易发生探空气球以及相关电子设备的丢失；

ZL200920044465.1中提出了一套探空气球自动回收、自动充气、自动放空的装置，虽然其相比于先前专利文献中的探空气球取消了细绳这个部件，放大了探空气球的活动空间，同时通过一些气球的气压和导向驱动设备和传感器的配合提高了对探空气球的控制能力，但是电子设备本身质量比较大，会给探空气球的负载能力带来一定的考验，同时高空的气温比较低，很难保证这些传感器能否正常工作，一旦传感器发生失灵，还是会导致探空气球的失控、丢失或丢失，给观测站带来一定的维护负担。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中缺少结构简单的探空气球气压控制机构的技术问题，提供一种采用简单机械结构控制探空气球气压值的新型探空气球。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种自平衡的高灵敏度气压探空气球，包括气囊、基座、限压机构和导向机构，所述限压机构通过基座安装在气囊上；

所述基座包括气囊安装座和设置在气囊下面的排压空腔，所述气囊固定在气囊安装座的上端；

所述限压机构安装在排压空腔内，所述限压机构包括设置在排压空腔内壁的环形凸起A和环形凸起B，所述环形凸起B上通过舒张弹簧弹性连接有一个密封板，所述密封板在舒张弹簧的驱动下顶压在环形凸起A上，所述环形凸起A与气囊安装座之间设置有一个膨胀腔室，所述膨胀腔室通过连接管道与气囊内部连通，所述舒张弹簧的驱动方向朝向气囊；

在环形凸起B背向环形凸起A的一侧面环形阵列设置有若干排气孔；

所述导向机构包括连接座和导向翼，所述连接座包括一个球面状的连接板和若干连接杆，所述导向翼以连接板的中心为圆心，环形阵列式的固定在连接板的外弧面上，导向翼所在平面垂直于环形凸起A或环形凸起B所在平面；

所述连接杆以连接板的中心为圆心环形，环形阵列排布在连接板的内弧面上，所述连接杆一端与连接板固定，一端穿过排压空腔壁面与密封板固定连接，所述连接杆与排压空腔壁面之间为滑动连接。

作为本发明的进一步创新，所述气囊和排压空腔均为半球形，所述气囊的圆形底面贴合在气囊安装座上，所述泄压外壳的封闭端位于排压空腔的圆形底面上。

作为本发明的进一步创新，所述气囊安装座与排压空腔的顶部壁面为一体结构，所述连接管道包括若干加工在气囊安装座上的连接孔。

作为本发明的进一步创新，所述密封板采用弹性金属板制成，在密封板的外部包裹有橡胶。