南京信息工程大学__气象仪器____实验
  • 2018-10-19 21:56
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  南京信息工程大学__气象仪器____实验_调查/报告_表格/模板_实用文档。南京信息工程大学 系 计算机与软件 气象仪器 12 姓名 实验(实习)报告 学号 专业 软件工程 班级 一. 实验目的: 了解测风测雨气象仪器的原理、组成、作用等,通过实践课,对气象观测 仪

  南京信息工程大学 系 计算机与软件 气象仪器 12 姓名 实验(实习)报告 学号 专业 软件工程 班级 一. 实验目的: 了解测风测雨气象仪器的原理、组成、作用等,通过实践课,对气象观测 仪器加深了解。 二. 实验内容: 1. 测风: 测量风的仪器主要有 EL 型电接风向风速仪、EN 型系列测风数据处理仪、 海岛自动测风站、轻便风向风速表、单翼风向传感器和风速传感器等。 (1) 测风塔 组成:包括塔底座、塔柱、横杆、斜杆、风速仪支架、避雷针、拉线 测风塔的主要功能:环境监测,风、气压、湿度等资源数据采集。为相应的 仪器设备的安装做支撑。 优点:风荷载系数小,抗风能力强。塔身挡风面积小,利于采集数据准确客 观,将实测数据和实际数据的差距降到最低。采集塔柱采用外法兰盘连接, 螺栓受拉,不易破坏,钢绞线加固。塔柱正三角型布置,节约钢材,跟开小, 占地面积小,节约土地资源,造价低廉(仅为角钢自立塔的 1/3 或更少),选 址便利,塔身自重轻,运输和安装便捷、建设工期短,塔型随风荷载曲线变化 设计,线条流畅,遇罕遇风灾不易倒塌,安全系数高,设计符合国家钢结构 设计规范和塔桅设计规程,结构安全可靠。 (2)EL 型电接风向风速计 EL 型电接风向风速计是由感应器、指示器、记录器组成的有线遥测仪器。感应 器由风向和风速两部分风杯、交流发电机、蜗轮等组成。指示器由电源、瞬时 风向指示盘、瞬时风速指示盘等组成。记录器由 8 个风向电磁铁、自记钟、自 计笔、笔挡、充放电线路等部分组成。 EL 型风向风向风速计感应部分 (3) EN 型系列测风数据处理仪 EN型系列测风数据处理仪与特定感应器配套可以组成EN1型和EN2型两种 自动测风仪。 主要功能有:定时打印输出二分钟、十分钟平均风向风速;打印输出大风报 警、 航危报大风报警及解除警报的风向、 风速及其出现时间, 发出报警信号; 每天 20 时打印输出日极大风速、最大风速及相应的风向、出现时间,日合 计、日平均,并可随时显示各种瞬时值和平均值,存储 24 小时风向风速记 录。可代替 EL 型电接风速风向计的记录器、指示器和大风报警器。 (4)海岛自动测风系统 用途: 该系统是专门为测量海岛出现的强风而设计的,其特点是具有较好 的测强风力。 系统由两个部分组成:一个是自动采集部分,另一个是接收部分。 采集部分由风向风速传感器、数据处理器、调制解调器、无线电收发讯机、 太阳能板和蓄电池等组成。接收部分由计算机、调制解调器、无线电收发讯 机和打印机组成。 原理:采集部分对风向风速传感器采样,然后计算出风向风速的平均值。通 过无线通讯实现采集数据到接收部分的传输。有日照时,采集部分采 用太阳能电池对蓄电池充电。 (5) 轻便风向风速表 轻便风向风速表,是测量风向和一分钟内平均风速的仪器,它用于野外考察 或气象站仪器损坏时的备份。 组成:仪器由风向部分(包括风向标、方位盘、制动小套)、风速部分(包 括十字护架、风杯、风速表主机体)和手柄三部分组成。 (6)单翼风向传感器 原理:风向感应器为单翼风标。当风标转动时,带动格雷码盘(常用七位, 分辨率为2.8°),按照码盘切槽的设计,码盘每转动2.8°,光电管组就会 产生新的七位并行格雷码输出。 (7) 风杯风速传感器 风速传感器采用三杯式感应器,风杯由碳纤维增强塑料制成。 过程原理: 当风杯转动时,带动同轴的多齿截光盘转动,使下面的光敏三 极管有时接收到上面发光二极管发射的光线而导通,有时接收不到上面发光 二极管照射来的光线而截止。这样就能得到与风杯转速成正比的脉冲信号, 该脉冲信号由计数器计数,经换算后就能得出实际风速值。 还有一种风速计的工作原理是:当风杯转动时,带动同轴的磁棒旋转,在霍 尔集成电路中感应出与风速成正比的脉冲信号,经计数器处理后,输出实际 风速值。 (8) 螺旋桨式风向风速感应器 该感应器的头部是一组螺旋桨叶片,风向标部分制成飞机机身相似的外形, 保持良好的流线型。 工作原理:在风向尾翼作用下,叶片旋转平面始终对准风的来向。叶片系统 受到风压的作用, 产生一定的扭力矩, 使叶片旋转。 转速与外界风速成正比。 (10)自动观测风仪 传送和指示风向标所在方位的方法很多:有电触点盘,环形电位器,自整角 机和光电码盘几种型式,其中最常用的是格雷码码盘。 2. 测雨: 常用的测量降水的仪器有雨量器、翻斗式雨量器、虹吸式雨量计和双阀容 栅式雨量传感器等。 (1)雨量器 气象站雨量器安装在观测场内固定的架子上,器口保持水平,距地面高 70 厘米。 雨量器的组成:雨量器是观测降水量的仪器,它由雨量筒与量杯组成。 雨量筒的组成:雨量筒用来承接降水物,它包括承水器、贮水瓶和外筒。 雨量筒的用途:雨量筒观测的降水主要用于旬月报,气候预报,气候资料的 分析。 (2)单翻斗传感器构造 原理:是用来自动测量降水量的仪器,主要由承水器、过滤漏斗、翻斗、干 簧管、底座和专用量杯等组成。降水通过承水器,再通过一个过滤斗流入翻 斗里,当翻斗流入一定量的 雨水后,翻斗翻转,倒空斗里的水,翻斗的另 一个斗又开始接水,翻斗的每次翻转动作通过干簧管转成脉冲信号(1 脉冲 为 0.1mm)传输到采集系统。仪器测量范围 0-4mm/min。 安装与调整:单翻斗雨量传感器应安装在观侧场内预制水泥座上,筒口离地 70cm 高,保持筒口水平。 安装与检查: 先将承水器外筒安在观测场内,底盘用三个螺钉固定在混凝 土底座或木桩上,要求安装牢固、器口水平。感应器安在外筒内,注意当上 翻斗处于水平位置时,漏斗进水口应对准其中间隔板。最后将电缆线与室内 仪器联接,电缆线不能架空,必须走电缆沟(管)。安装完毕,将清水徐徐 注入感应器漏斗,随时观察计数翻斗翻动过程,有无不发信号或多发信号现 象。检查室内仪器上是否采集到数据。最后注入定量水(60-70mm),如无不 发信号或多发信号的现象,且室内仪器的数据与注入水量相符合,说明仪器 正常,否则须检修调节。 单翻斗雨量器 (3) SL3-1 双翻斗雨量传感器 SL3-1 双翻斗雨量传感器由集水器、翻斗、调节螺钉、干簧管等构成。在测量 过程中,随着翻斗间歇翻倒动作,带动开关,发出一个个脉冲信号,将非电 量转换成可以进行计量的物理信号。 产品特点:采用双翻斗,测量精度高;适合气象常规业务观测;传统测量方 法,可靠性高,机械原理设计,易维护;国产自主创新研发,性价比高;采用 不锈钢材质,美观耐用。 典型应用:适用于各种常规气象站、水文站、环保、防汛排涝以及农、林等 有关部门用来测量降水量,并将降雨量转换为可以进行计量的物理信号。 SL3-1 型雨量传感器 (4) 虹吸式雨量计 虹吸式雨量计是用来连续记录液体降水的自动仪器,由承水器(通常口径为 20cm) 、浮子室、自记钟和虹吸管等组成。 开始使用前必须按照顺序进行调整检查: 1. 调整零点,往承水器里倒水,直到虹吸管排水为止。 2. 用 10ml 清水,缓缓注入承水器,注意自计笔尖移动是否灵活;如摩擦太 大,要检查浮子顶端的直杆能否自由移动,自计笔右端的导轮或导向卡口是 否能顺着支柱自由滑动。 3. 继续将水注入承水器,检查虹吸管位置是否正确。 虹吸式雨量器 (5) 自动站雨量传感器 过程原理:自动站雨量传感器降水通过承水器,再通过一个过滤斗流入翻斗 里,当翻斗流入一定量的雨水后,翻斗翻转,倒空斗里的水,翻斗的另一个 斗又开始接水,翻斗的每次翻转动作通过干簧管转成脉冲信号( 1 脉冲为 0.1mm)传输到采集系统 。 (6)双阀容栅式雨量传感器 组成:该传感器也是用来自动测量降水量的的仪器,主要由承水器、贮水室、 浮子与感应极板,以及信号处理电路等组成。 过程原理:它是利用降水量贮水室内浮子随雨量上升带动感应极板,使容栅 移位传感器产生的电容量变化,经转换为位移计量的原理测得降水量。 三. 实验感悟: 通过本次实验我对气象观测仪器有了一些了解, 在学校观测场看到了书本 上的仪器,增强了实践经验。同时,经过老师耐心的讲解,使我对测量风和测量 雨的操作过程有了更深的了解。

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