一种垂直剖面气象观测系留气球系统

本发明涉及浮空器，尤其涉及一种垂直剖面气象观测系留气球系统。

背景技术：

1、系留气球是一种地面系留的浮空器，通过在气球囊体中填充轻于空气的浮升气体，使得系留气球具有足够的静浮力，之后利用系留气球的静浮力将检测设备带到大气垂直剖面中，让检测设备能够在大气边界层和近地面准确地检测大气环境中的风向、风速、气温、气压、太阳辐射强度、相对湿度等气象参数，同时还可以检测二氧化硫，二氧化氮，臭氧，气溶胶，pm2.5，pm10等分子及粒子状污染物。这些关键的空中气象数据在气象预报，环境监测，城市规划等方面起着重要的参考、指导作用。

2、与其他高低空飞行器相比，系留气球具有滞空时间长(连续滞空的时间是几天至一个月)，耐候性强，部署简单灵活，造价和维护费用低廉等特点。在实际使用中，当检测设备跟随系留气球到达空中进行检测时，检测设备需要持续不断地工作，例如检测设备需要连续工作几天至一个月。为了保证检测设备能够持续工作，部分相关技术中，利用通电线缆让检测设备电连接至地面的供电设备。然而，现有这种供电方式会限制检测设备的续航时间，而且检测设备的高度位置也会受到线缆的限制，导致地面的供电设备无法将电能有效地供给至检测设备。此外，线缆过多也会让装置的释放和收纳过于繁琐。

技术实现思路

1、本发明提供一种垂直剖面气象观测系留气球系统，用以解决现有技术中利用系留气球对大气环境进行检测时，检测设备需要借助线缆连接地面的供电设备，导致检测设备的续航时间和高度位置受限，以及安装和收纳过于繁琐的缺陷。

2、本发明提供一种垂直剖面气象观测系留气球系统，包括：包括：系留气球本体、系留缆绳和气象观测设备，所述系留缆绳的一端连接至所述系留气球本体，另一端用于连接地面设备，所述气象观测设备固定设置在所述系留缆绳上，其中，

3、所述气象观测设备设置有检测装置和太阳能发电装置，所述检测装置用于检测环境，所述太阳能发电装置与所述检测装置电连接，所述太阳能发电装置能够为所述检测装置供电。

4、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述气象观测设备包括：风标尾翼、设备存储箱、风速计和连接杆，所述风标尾翼、所述设备存储箱和所述风速计经由所述连接杆固定连接，所述检测装置设置在所述设备存储箱中。

5、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述太阳能发电装置包括多个太阳能电池板，多个所述太阳能电池板分别铺设在所述风标尾翼和所述设备存储箱的外周，多个所述太阳能电池板连接至所述检测装置。

6、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述系留气球系统还包括快速安装装置，所述气象观测设备经由所述快速安装装置连接至所述系留缆绳。

7、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述快速安装装置包括：夹持柱、环形轨道和连接座，所述夹持柱用于夹持所述系留缆绳，所述环形轨道环绕设置在所述夹持柱的外周并形成有环形槽，所述连接座设置在所述环形槽中，所述连接座能够在所述环形槽中绕所述系留缆绳运动，所述气象观测设备连接至所述连接座。

8、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述夹持柱包括第一柱体和第二柱体，所述第一柱体和所述第二柱体能够相互接合以夹持所述系留缆绳。

9、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述第一柱体和所述第二柱体均由弹性橡胶材料构造而成。

10、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述环形轨道包括第一轨道、第二轨道和夹紧机构，所述第一轨道和所述第二轨道首尾相接环绕设置在所述夹持柱的外周，所述第一轨道和所述第二轨道共同形成所述环形槽，所述夹紧机构用于固定所述第一轨道和所述第二轨道。

11、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述环形槽包括沿所述夹持柱的高度方向相对设置的上部环槽和下部环槽，所述连接座同时设置在所述上部环槽和所述下部环槽中。

12、根据本发明提供的一种垂直剖面气象观测系留气球系统，所述连接座位于所述环形槽中的上部结构和下部结构分别包括滚动轴承，所述滚动轴承的轴向方向与所述夹持柱的轴向方向同向。

13、本发明提供的垂直剖面气象观测系留气球系统包括系留气球本体、系留缆绳和气象观测设备，其中，气象观测设备设置有检测装置和太阳能发电装置，太阳能发电装置能够将接收的太阳能转化为电能，并供给至检测装置，使得检测装置能够持续有效地检测大气环境。由此，可以大大地提高检测装置的续航能力，使得检测装置能够持续几天甚至一个月不断的工作。而且该系留气球系统能够根据使用需求随放随收，使用便捷，不会受到地理环境的限制。

技术特征：

1.一种垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，包括：系留气球本体、系留缆绳和气象观测设备，所述系留缆绳的一端连接至所述系留气球本体，另一端用于连接地面设备，所述气象观测设备固定设置在所述系留缆绳上，其中，

2.根据权利要求1所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述气象观测设备包括：风标尾翼、设备存储箱、风速计和连接杆，所述风标尾翼、所述设备存储箱和所述风速计经由所述连接杆固定连接，所述检测装置设置在所述设备存储箱中。

3.根据权利要求2所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述太阳能发电装置包括多个太阳能电池板，多个所述太阳能电池板分别铺设在所述风标尾翼和所述设备存储箱的外周，多个所述太阳能电池板连接至所述检测装置。

4.根据权利要求1所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述系留气球系统还包括快速安装装置，所述气象观测设备经由所述快速安装装置连接至所述系留缆绳。

5.根据权利要求4所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述快速安装装置包括：夹持柱、环形轨道和连接座，所述夹持柱用于夹持所述系留缆绳，所述环形轨道环绕设置在所述夹持柱的外周并形成有环形槽，所述连接座设置在所述环形槽中，所述连接座能够在所述环形槽中绕所述系留缆绳运动，所述气象观测设备连接至所述连接座。

6.根据权利要求5所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述夹持柱包括第一柱体和第二柱体，所述第一柱体和所述第二柱体能够相互接合以夹持所述系留缆绳。

7.根据权利要求6所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述第一柱体和所述第二柱体均由弹性橡胶材料构造而成。

8.根据权利要求5所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述环形轨道包括第一轨道、第二轨道和夹紧机构，所述第一轨道和所述第二轨道首尾相接环绕设置在所述夹持柱的外周，所述第一轨道和所述第二轨道共同形成所述环形槽，所述夹紧机构用于固定所述第一轨道和所述第二轨道。

9.根据权利要求8所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述环形槽包括沿所述夹持柱的高度方向相对设置的上部环槽和下部环槽，所述连接座同时设置在所述上部环槽和所述下部环槽中。

10.根据权利要求9所述的垂直剖面气象观测系留气球系统，其特征在于，所述连接座位于所述环形槽中的上部结构和下部结构分别包括滚动轴承，所述滚动轴承的轴向方向与所述夹持柱的轴向方向同向。

技术总结
本发明提供一种垂直剖面气象观测系留气球系统，涉及浮空器技术领域，包括：系留气球本体、系留缆绳和气象观测设备，系留缆绳的一端连接至系留气球本体，另一端用于连接地面设备，气象观测设备固定设置在系留缆绳上，气象观测设备设置有检测装置和太阳能发电装置，检测装置用于检测环境，太阳能发电装置与检测装置电连接，太阳能发电装置能够为检测装置供电。由此，可以大大地提高检测装置的续航能力，使得检测装置能够持续几天甚至一个月不断的工作。而且该系留气球系统能够根据使用需求随放随收，使用便捷，不会受到地理环境的限制。

技术研发人员：秦玉梅,付强,姜毅,杜千仟,何泽青,杨燕初
受保护的技术使用者：中国科学院空天信息创新研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15