[发明专利]一种基于球载的大气边界层NO2垂直探测系统

权利要求书

1.一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述系统包括高空数据采集与调理模块、高空数传模块、探空气球装置、陆地数传模块、陆地数据分析模块；所述高空数据采集与调理模块中NO₂电化学传感器、参比电化学传感器与低温漂信号放大与滤波电路连接，温湿度传感器、GPS模块、电源模块及低温漂信号放大与滤波电路与DSP主控板连接；所述高空数传模块包括无线串口透传模块，与高空数据采集与调理模块连接；所述探空气球装置承载高空数据采集与调理模块、高空数传模块；所述陆地数传模块中无线串口透传模块与USB转串口模块连接，接收高空数传模块的无线传输信号；所述陆地数据分析模块与陆地数传模块连接，其中LabVIEW2015平台与Origin8平台连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述高空数据采集与调理模块中NO₂电化学传感器采用Alphasense公司NO₂-B43F高分辨传感器，用于探测边界层NO₂浓度信息；参比传感器采用Alphasense公司H₂S-B4高分辨传感器，用来校正NO₂电化学传感器因H₂S气体交叉干扰而出现的输出偏差；低温漂信号放大与滤波电路采用Alphasense公司的ISB变送板，确保电化学传感器正常工作的同时，对电化学传感器输出的电流信号进行电流—电压转换、放大及滤波供DSP主控板处理；温湿度传感器采用Honeywell公司HIH6130数字温湿度传感器，用以获取边界层环境温度信息与湿度信息，校正电化学传感器因温湿度变化而出现的输出偏差；GPS模块采用Telit公司Jupiter JF2系列定位模块，用于实时获取探测装置在空中高度；DSP主控板采用TI公司32位TMS320F28335为主控芯片，综合采集与处理浓度、温湿度及高度信息，实时反演、校正边界层不同高度NO₂浓度以及驱动无线数传模块发送最终数据；电源模块采用3节南孚5号电池串联AMS1117-3.3稳压器的方式获取3.3V电压，为DSP主控板长期供电。

3.根据权利要求1所述的一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述高空数传模块采用亿佰特公司E32-TTL-100在433M频段通信的无线串口透传模块，将边界层所探测数据传输至陆地数传模块。

4.根据权利要求1所述的一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述探空气球装置采用Smile牌2000g气象探空气球，用以搭载探测装置升空。

5.根据权利要求1所述的一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述陆地数传模块接收信号部分采用亿佰特公司E32-TTL-100在433M频段通信的无线串口透传模块，用以接收高空数传模块所传来数据；USB转串口模块采用亿佰特公司E15-USB-T2转换模块，用以实现陆地数传接收模块与LabVIEW2015平台的通信。

6.根据权利要求1所述的一种基于球载的大气边界层NO₂垂直探测系统，其特征在于：所述陆地数据分析模块基于LabVIEW2015平台编程通过串口接收、处理陆地数传模块所传来数据，实时显示和存储边界层NO₂浓度、温湿度及高度信息；基于Origin8平台对存储数据进行拟合分析，获取边界层NO₂浓度分布状况与变化趋势。