RU2199139C1

RU2199139C1 - Portable complex meteorological station

Info

Publication number: RU2199139C1
Application number: RU2001123668A
Authority: RU
Inventors: В.И. Гореликов; В.Ю. Тугаенко
Original assignee: Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" им. С.П. Королева"
Priority date: 2001-08-28
Filing date: 2001-08-28
Publication date: 2003-02-20

Abstract

FIELD: automatic monitoring of physical-chemical, radiation state of atmospheric air. SUBSTANCE: given meteorological station has leak- proof body housing measuring, microprocessing and transmitting equipment and weather transmitters. Body comes in the form of heat -insulated capsule fitted with electric heater produced in the form of carbon cloth jacket attached to internal surface of heat-insulated capsule which inner space includes above-mentioned equipment. Weather transmitters are located outside of capsule and are coupled by cable laid over leak-proof ducts to measuring equipment. One weather transmitter measures temperature and humidity and is positioned in weather basket which walls come in the form of shutters anchored on leak-proof body. EFFECT: enhanced operational reliability service and convenience. 1 dwg

Description

Изобретение относится к экологическим информационным станциям, а именно к станциям автоматического контроля физико-химического, радиационного состояния атмосферного воздуха. The invention relates to environmental information stations, namely, stations for automatic control of the physico-chemical, radiation state of atmospheric air.

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), Японии (префектура Гума, г. Нагоя), Великобритании (станции фирмы "Тельстор"), Польше (Горносилезский промышленный округ) и т. д. The use of such stations in areas of oil and gas fields, metallurgical, chemical, nuclear industries, etc. is especially relevant. The creation of effective automatic control tools operating in difficult climatic conditions without human intervention with a sharp difference in temperature, humidity, and pressure is a complex problem, the solution of which is of interest to the whole world. Such stations, created with varying degrees of automation, are used, for example, in the USA (Chicago, Los Angeles, New York), Japan (Guma Prefecture, Nagoya), Great Britain (Telstor stations), Poland ( Gornosiles Industrial District), etc.

Известны, например, станции экологического контроля окружающей среды (см. , например, патент RU 2078357, кл. G 01 W 1/02, с приоритетом от 27.04.97 г.), содержащие 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. Known, for example, environmental monitoring stations (see, for example, patent RU 2078357, class G 01 W 1/02, priority date 04/27/97), containing a housing, a support frame, a weather complex, measuring equipment for air pollution , air intakes, diagnostic, control and information transfer units, air conditioning and heater, temperature sensors for heated and cold air. The meteorological complex at such stations contains meteorological equipment for measuring temperature, environmental humidity and the direction, strength and speed of the wind. Weather sensors are located on a remote bar mounted on the station body. Such stations belong to the stationary type of automatic stations for environmental environmental monitoring and do not have the ability to expand the controlled territory and provide operational control of environmental parameters in individual sections of the surveyed territory.

Недостатками известных станций, включающих в себя метеоаппаратуру, являются ограниченность контролируемой территории и невозможность обеспечения оперативного контроля метеорологических параметров окружающей среды (воздуха). The disadvantages of the known stations, including meteorological equipment, are the limited controlled area and the inability to provide operational control of meteorological parameters of the environment (air).

Известна также (передвижная) переносная комплексная метеостанция (см., например, "Проблемы экологии Москвы. Сеть наземных измерений." Под ред. Е.И. Пупырева, М. , 1992 г. Московское отделение гидрометеоиздата, стр.147-149), выбранная в качестве прототипа и содержащая герметичный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей информацию аппаратурой и метеодатчики. Also known (mobile) portable complex weather station (see, for example, "Ecological problems of Moscow. Network of ground-based measurements." Edited by E.I. Pupyreva, M., 1992. Moscow branch of the hydrometeorological publishing house, pp. 147-149), selected as a prototype and containing a sealed enclosure with measuring, microprocessor and information transmitting equipment and weather sensors placed inside it.

Она предназначена для контроля загрязнения атмосферного воздуха и измерения метеорологических параметров окружающей среды (воздуха). Станция размещена на шасси автомобиля в контейнере, выполненном из теплоизолирующего материала. Метеодатчики контролируют температуру, относительную влажность, направление и силу ветра, солнечную радиацию, давление, уровень осадков и вертикальную скорость ветра. It is designed to control atmospheric air pollution and measure meteorological parameters of the environment (air). The station is located on the car chassis in a container made of heat-insulating material. Weather sensors monitor temperature, relative humidity, wind direction and strength, solar radiation, pressure, precipitation and vertical wind speed.

Однако известная станция имеет низкую надежность и неудобна при эксплуатации и перемещении, например, при установке (расположении) метеостанции на разных по высоте объектах (сооружениях), рельефе контролируемой территории. However, the known station has low reliability and is inconvenient during operation and movement, for example, when installing (locating) a weather station at different objects (structures) in height, the relief of the controlled territory.

Задачей настоящего изобретения является создание такой переносной комплексной метеостанции, которая обладала бы повышенной надежностью за счет обеспечения термостатирования внутреннего объема корпуса метеостанции и имела бы компактное конструктивное выполнение, повышающее удобства при эксплуатации (перемещении и установке) метеостанции на местности (контролируемой территории). The objective of the present invention is the creation of such a portable integrated weather station, which would have increased reliability by providing thermostating of the internal volume of the meteorological station building and have a compact design that improves the usability (operation and relocation) of the weather station in the area (controlled territory).

Поставленная задача решается тем, что в переносной комплексной метеостанции, содержащей герметичный корпус с размещенной внутри него измерительной, микропроцессорной и передающей аппаратурой и метеодатчики, корпус выполнен в виде теплоизолированной капсулы, снабженной электроподогревателем, выполненным в виде рубашки из угольной ткани, закрепленной на внутренней поверхности теплоизолированной капсулы, во внутреннем объеме которой расположена указанная аппаратура, причем метеодатчики расположены снаружи капсулы и связаны кабелем, проложенным по герметичным каналам, с измерительной аппаратурой, при этом один из метеодатчиков - метеодатчик измерения температуры и влажности размещен в метеокорзине, стенки которой выполнены в виде жалюзи, закрепленной на герметичном корпусе. The problem is solved in that in a portable integrated weather station containing a sealed enclosure with measuring, microprocessor and transmitting equipment and weather sensors located inside it, the enclosure is made in the form of a thermally insulated capsule equipped with an electric heater made in the form of a shirt made of carbon cloth fixed to the inner surface of an insulated capsules, in the internal volume of which the indicated equipment is located, the weather sensors being located outside the capsule and connected by a cable, laid along sealed channels, with measuring equipment, while one of the weather sensors - a weather sensor for measuring temperature and humidity is located in a weather basket, the walls of which are made in the form of shutters mounted on an airtight housing.

Технический результат в части выполнения корпуса в виде теплоизолированной капсулы, снабженной электроподогревателем, выполненным в виде рубашки из угольной ткани, закрепленной на внутренней поверхности теплоизолированной капсулы, установки метеодатчиков снаружи капсулы и их кабельная связь с измерительной аппаратурой посредством герметичных каналов, размещения датчика измерения температуры и влажности в метеокорзине жалюзного типа, а также взаимная связь всех составных элементов метеостанции позволяют создать компактную переносную метеостанцию, обеспечивающую комплекс измерений метеопараметров в условиях любого рельефа местности и обладающую повышенной надежностью за счет обеспечения термостатирования внутреннего объема корпуса метеостанции, что подтверждено испытаниями опытных образцов, изготовленных с использованием предлагаемого технического решения. The technical result in terms of housing in the form of a thermally insulated capsule, equipped with an electric heater, made in the form of a shirt made of carbon cloth, mounted on the inner surface of the thermally insulated capsule, installation of weather sensors outside the capsule and their cable connection with measuring equipment through sealed channels, placement of a temperature and humidity measurement sensor in the weather basket of the louvre type, as well as the interconnection of all the constituent elements of the weather station, you can create a compact a clear weather station that provides a complex of measurements of meteorological parameters in any terrain and has increased reliability by providing thermostating of the internal volume of the weather station’s hull, which is confirmed by tests of prototypes made using the proposed technical solution.

Использование предлагаемой переносной комплексной метеостанции, например, в районах нефтегазовых месторождений, металлургических, химических и атомных производств, а также на аэродромах, расположенных в горной местности, позволяет дать значительный экономический эффект за счет повышения надежности и обеспечения компактной переносной конструкции метеостанции, удобной в эксплуатации в условиях любого рельефа местности. The use of the proposed portable integrated weather station, for example, in areas of oil and gas fields, metallurgical, chemical and nuclear industries, as well as at aerodromes located in mountainous areas, can give a significant economic effect by increasing the reliability and providing a compact portable design of the weather station, convenient to operate in any terrain.

Суть изобретения поясняется чертежом. The essence of the invention is illustrated in the drawing.

Переносная комплексная метеостанция состоит из следующих основных узлов и деталей: герметичного корпуса 1 с размещенной внутри него измерительной аппаратурой 2, микропроцессорной аппаратурой 3, передающей аппаратурой 4 и метеодатчиков 5. A portable complex weather station consists of the following main units and parts: a sealed enclosure 1 with measuring equipment 2 located inside it, microprocessor equipment 3, transmitting equipment 4, and weather sensors 5.

Корпус 1 выполнен в виде теплоизолированной капсулы 6, снабженной электроподогревателем 7, выполненным в виде рубашки 8 из угольной ткани, закрепленной на внутренней поверхности 9 теплоизолированной капсулы 6, во внутреннем объеме 10 которой расположена указанная аппаратура 2, 3, 4. Метеодатчики 5 расположены снаружи капсулы 6 и через герметичные каналы 11 связаны кабелем 12 с измерительной аппаратурой 2. Метеодатчик измерения температуры и влажности 13 размещен в метеокорзине 14, стенки которой выполнены в виде жалюзи и которая закреплена на герметичном корпусе 1. The housing 1 is made in the form of a thermally insulated capsule 6, equipped with an electric heater 7, made in the form of a jacket 8 of carbon fabric, mounted on the inner surface 9 of the thermally insulated capsule 6, in the inner volume 10 of which the indicated equipment 2, 3, 4 is located. Meteo sensors 5 are located outside the capsule 6 and through sealed channels 11 are connected by a cable 12 with measuring equipment 2. A weather sensor for measuring temperature and humidity 13 is located in weather basket 14, the walls of which are made in the form of blinds and which is mounted on a hermetic the decimal housing 1.

Метеодатчики 5, 13 обеспечивают контроль и измерение температуры, относительной влажности, направления и силы ветра, солнечной радиации, давления, уровня осадков и вертикальной скорости ветра. Weather sensors 5, 13 provide control and measurement of temperature, relative humidity, wind direction and strength, solar radiation, pressure, precipitation and vertical wind speed.

В качестве угольной ткани для изготовления электроподогревателя 7, выполненного в виде рубашки 8, используют, например, ткань углеродную УТ-900-2,5 ТУ 1916-155-05763346-95. В качестве теплоизоляции 15 капсулы 6 используют, например, пенопласт ППУ-4. Корпус 1 выполняют из алюминиевых сплавов, например, АМг 6. Метеостанция имеет круговую ручку 16 для переноски, опорную юбку 17, клапан 18 и съемный защитный колпак 19. As a coal fabric for the manufacture of an electric heater 7, made in the form of a shirt 8, use, for example, carbon fabric UT-900-2.5 TU 1916-155-05763346-95. As thermal insulation 15 capsules 6 use, for example, foam PPU-4. The housing 1 is made of aluminum alloys, for example, AMg 6. The weather station has a circular handle 16 for carrying, a supporting skirt 17, a valve 18 and a removable protective cap 19.

Работает переносная комплексная метеостанция следующим образом. A portable integrated weather station works as follows.

Для электроснабжения аппаратуры 2, 3, 4 и электроподогревателя 7 станция преимущественно использует аккумуляторные батареи, введенные в состав станции, а также имеет места присоединения к внешним источникам электроснабжения. Переносная комплексная метеостанция работает в автоматическом режиме сбора, обработки и передачи информации в центр обработки данных. For power supply of equipment 2, 3, 4 and electric heater 7, the station mainly uses batteries introduced into the station, and also has places of connection to external power sources. The portable integrated weather station operates in the automatic mode of collecting, processing and transmitting information to a data center.

При измерении температуры и относительной влажности окружающей среды сигнал от датчика 13, размещенного в метеокорзине 14, стенки которой выполнены в виде жалюзи, поступает по кабелю 12 к соответствующей измерительной аппаратуре 2, размещенной внутри корпуса 1. When measuring the temperature and relative humidity of the environment, the signal from the sensor 13, located in the weather basket 14, the walls of which are made in the form of blinds, is transmitted via cable 12 to the corresponding measuring equipment 2 located inside the housing 1.

При измерении направления и силы ветра, солнечной радиации, давления, уровня осадков и вертикальной скорости ветра сигналы от метеодатчиков 5 по кабелю 12 поступают к соответствующей измерительной аппаратуре 2, размещенной внутри корпуса 1. When measuring the direction and strength of the wind, solar radiation, pressure, precipitation and vertical wind speed, the signals from the weather sensors 5 via cable 12 are sent to the corresponding measuring equipment 2 located inside the housing 1.

Микропроцессорная аппаратура 3 обеспечивает обработку результатов измерений, информация о которых пересылается посредством передающей аппаратуры 4 в центр обработки данных. Microprocessor equipment 3 provides the processing of measurement results, information about which is sent by means of transmitting equipment 4 to the data center.

Термостатирование внутреннего объема 10 обеспечивает электроподогреватель 7, который работает (включается и выключается) по сигналу от датчиков температуры, установленных во внутреннем объеме 10 и настроенных на минимально и максимально допустимые температуры, в пределах которых обеспечивается нормальная работа аппаратуры 2, 3, 4, что повышает надежность. Thermostating of the internal volume 10 is provided by the electric heater 7, which operates (turns on and off) by a signal from temperature sensors installed in the internal volume 10 and configured to the minimum and maximum allowable temperatures, within which the normal operation of the equipment 2, 3, 4 is ensured, which increases reliability.

Для сброса избыточного давления, образующегося во внутреннем объеме 10 за счет нагрева воздуха при работе электроподогревателя 7, корпус 1 снабжен дренажной заслонкой (клапаном) 18, сообщающей внутренний объем 10 с окружающей атмосферой. To relieve excess pressure generated in the internal volume 10 due to heating of the air during operation of the electric heater 7, the housing 1 is equipped with a drainage flap (valve) 18, which communicates the internal volume 10 with the surrounding atmosphere.

Выполнение герметичного корпуса 1 в виде теплоизолированной капсулы 6, выполнение электроподогревателя 7 в виде рубашки 8 из угольной ткани, закрепленной на внутренней поверхности 9 теплоизолированной капсулы 6, во внутреннем объеме которой расположена аппаратура 2, 3, 4, метеодатчиков 5, 13 снаружи капсулы 6 позволяет создать компактную комплексную метеостанцию переносного типа, надежную и удобную в эксплуатации, что выполняет поставленную задачу. The implementation of the sealed enclosure 1 in the form of a thermally insulated capsule 6, the implementation of the electric heater 7 in the form of a jacket 8 of carbon fabric, mounted on the inner surface 9 of the thermally insulated capsule 6, in the internal volume of which there is equipment 2, 3, 4, weather sensors 5, 13 outside the capsule 6 allows to create a compact complex portable weather station, reliable and easy to use, which performs the task.

Claims

A portable complex weather station containing a sealed case with measuring, microprocessor and transmitting equipment located inside it, weather sensors, characterized in that the case is made in the form of a thermally insulated capsule, equipped with an electric heater, made in the form of a shirt made of carbon cloth, mounted on the inner surface of the thermally insulated capsule, in the internal volume of which is placed measuring, microprocessor and transmitting equipment, and the weather sensors are located outside the capsule and Knit cable laid on tight channels with measuring equipment, wherein one of the weather sensors - weather sensors measure temperature and humidity housed in meteokorzine whose walls are designed as shutters attached to the sealed enclosure.