一种雪微观观测系统技术方案

本申请公开了一种雪微观观测系统，包括：雪微观观测仪和用于发送采集指令和存储采集数据的观测中心；雪微观观测仪至少包括：防风罩、用于执行采集指令和传输采集数据，并对设备的工作状态进行控制的网络通信控制模块、用于采集气象数据的气象采集设备、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像采集设备和用于采集雪花样本的接取设备；网络通信控制模块、气象采集设备、图像采集设备和接取设备均设置于防风罩内；防风罩开设有一个容纳接取设备获取雪花样本的玻片出口；网络通信控制模块分别与观测中心、气象采集设备、图像采集设备和接取设备通信。本申请能够实现对气象数据和雪微观图像数据的自动采集和远程传输。观图像数据的自动采集和远程传输。观图像数据的自动采集和远程传输。

【技术实现步骤摘要】
一种雪微观观测系统


[0001]本申请涉及气象观测
，尤其涉及一种雪微观观测系统。

技术介绍

[0002]对降雪的观测是气象观测的常规项目，观测要素包括降雪量、积雪深度和雪压。降雪量是指气象观测人员用标准容器将12小时或24小时内采集到的雪化成水后，测量得到的数值，毫米为单位。积雪深度是指积雪表面到地面的垂直深度，以厘米为单位。雪压是指单位水平面上所受到的积雪的重量，单位为千克/平方米。不同的降雪过程，或者同一场降雪过程的不同时段，雪花的形状和尺寸大小均有所不同。雪花形状的形成和温压湿等气象条件密切相关，将雪花形状与气象条件综合分析，对研究形成降雪的机理和形成降雪的气象条件具有重要作用，可以将分析结果应用于降雪预报、云物理研究、人工影响天气等工作中。雪花形状还与雪质相关，研究雪质与冰雪旅游的关系，还可以进行雪质评估，为冰雪旅游提供更好的专业气象服务。但当前的降雪监测设备(例如：CN201594146
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一种自动降雪监测装置和CN211554363U
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一种陆地水文野外降雪测量仪)不能实现对雪花形状、尺寸等微观特征的观测。而当前的降雪微观观测设备(例如：CN210269631U
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便携式降雪颗粒形态观测装置和CN210269630U
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可测量冬季降雪微观相态的装置)均需人工操作才能采集观测数据，无法实现降雪的自动接取和雪微观特征的自动拍摄；更无法远程传输观测数据。由于雪的观测环境恶劣，人工采集拍摄，很难实现长期观测，通常难以获得完整的降雪过程的资料；人工观测耗费人力的同时，观测资料的精度、质量也都无法得到保证；且只能单点观测，无法实现多点大范围观测；由于降雪时间的不确定性，人员反应不及时，准备工作繁琐，也无法保证及时观测；由于以上种种限制，从而导致了长期以来一直没有自动对降雪的微观特征进行观测的业务。

技术实现思路

[0003]本申请的目的在于提供一种雪微观观测系统，能够实现对气象数据和雪微观图像数据的自动采集和远程传输。
[0004]为达到上述目的，本申请提供一种雪微观观测系统，包括：雪微观观测仪和用于发送采集指令和存储采集数据的观测中心；雪微观观测仪至少包括：防风罩、用于执行采集指令和传输采集数据，并对设备的工作状态进行控制的网络通信控制模块、用于采集气象数据的气象采集设备、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像采集设备和用于采集雪花样本的接取设备；网络通信控制模块、气象采集设备、图像采集设备和接取设备均设置于防风罩内；防风罩开设有一个容纳接取设备获取雪花样本的出口；网络通信控制模块分别与观测中心、气象采集设备、图像采集设备和接取设备通信，其中，采集数据至少包括：气象数据和雪微观图像数据。
[0005]如上的，其中，防风罩为内部具有安装空腔的矩形体，玻片出口开设于防风罩的右侧上；图像采集设备至少包括：第一固定架、第二固定架、Z轴驱动电机、第一丝杆和雪花图
像采集器；Z轴驱动电机和雪花图像采集器均与网络通信控制模块通信；第一固定架和第二固定架均设置于防风罩的后侧上，且第二固定架位于第一固定架的下方；Z轴驱动电机设置于第一固定架上；第一丝杆的一端与Z轴驱动电机连接，另一端与第二固定架转动连接；雪花图像采集器设置于第一丝杆上；接取设备至少包括：第一Y轴驱动电机、第三固定架、第二丝杆、第二Y轴驱动电机、第三丝杆、第四固定架、X轴驱动电机、第四丝杆、第五固定架、玻片支架和设置有对焦识别点的载玻片；第一Y轴驱动电机、第二Y轴驱动电机和X轴驱动电机均与网络通信控制模块通信；第一Y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第三固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第二丝杆的一端与第一Y轴驱动电机连接，另一端与第三固定架转动连接；第二Y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第四固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第三丝杆的一端与第二Y轴驱动电机连接，另一端与第四固定架转动连接；X轴驱动电机设置于第二丝杆上，且位于靠近防风罩的左侧的一端；第五固定架设置于第三丝杆上，第四丝杆的一端与X轴驱动电机连接，另一端与第五固定架转动连接；玻片支架设置于第四丝杆上，载玻片设置于玻片支架上，载玻片通过玻片出口获取雪花样本。
[0006]如上的，其中，雪花图像采集器至少包括：采集器镜筒、采集器连接件、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像传感器、滤光片、偏光起偏器、节像镜、环形冷光无影灯和物镜切换转盘；采集器镜筒与采集器连接件连接，采集器连接件与第一丝杆连接；图像传感器设置于采集器镜筒的顶端；图像传感器与网络通信控制模块通信；滤光片设置于采集器镜筒内，且位于图像传感器下方，并与图像传感器同轴对齐；节像镜设置于采集器镜筒内，且位于滤光片下方，并与滤光片同轴对齐；环形冷光无影灯设置于采集器镜筒外侧；偏光起偏器设置于采集器镜筒内，且位于节像镜下方，并与节像镜同轴对齐；物镜切换转盘设置于采集器镜筒的底部，与采集器镜筒转动连接，物镜切换转盘上设置有多个不同倍率的物镜镜头，将选择好的物镜镜头转动至采集器镜筒下方后，选择好的物镜镜头位于偏光起偏器下方，并与偏光起偏器同轴对齐。
[0007]如上的，其中，雪微观观测仪还包括：用于对载玻片进行清洁的玻片清洁设备；玻片清洁设备设置于防风罩的右侧上，且位于玻片出口的上方；玻片清洁设备与网络通信控制模块通信。
[0008]如上的，其中，雪微观观测仪还包括：偏光补色设备和照明设备；偏光补色设备和照明设备均与网络通信控制模块通信；偏光补色设备设置于防风罩的底部上，且偏光补色设备的补色片位于雪花图像采集器下方；照明设备设置于防风罩的底部上，且位于补色片的下方；采集雪微观图像数据时，照明设备、偏光补色设备的补色片、载玻片和雪花图像采集器均同轴对齐。
[0009]如上的，其中，偏光补色设备为电动偏光补色盘；电动偏光补色盘至少包括：补色盘固定件、连接轴、上层补色盘和下层补色盘；补色盘固定件的一端与防风罩的底部连接，另一端与连接轴的一端连接；上层补色盘至少包括：第一转盘旋转驱动电机和上层盘体；第一转盘旋转驱动电机与上层盘体
‑
连接；上层盘体设置有上安装孔，上层盘体以上安装孔为中心呈圆周设置多个用于放置补光片的上补光片孔；连接轴贯穿上安装孔，并与第一转盘旋转驱动电机转动连接；下层补色盘至少包括：第二转盘旋转驱动电机、下层盘体、检偏器
和检偏器旋转驱动电机；下层盘体设置有下安装孔，下层盘体以下安装孔为中心呈圆周设置多个用于放置补光片的下补光片孔，连接轴贯穿下安装孔，并与第二转盘旋转驱动电机转动连接，且下层补色盘位于上层补色盘下方；检偏器旋转驱动电机设置于下层盘体上，检偏器设置于多个下补光片孔中的一个内，且与检偏器旋转驱动电机齿轮连接；第一转盘旋转驱动电机、第二转盘旋转驱动电机和检偏器旋转驱动电机均与网络通信控制模块通信。
[0010]如上的，其中，照明设备为透射冷光照明灯，透射冷光照明灯至少包括：灯筒、遥控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种雪微观观测系统，其特征在于，包括：雪微观观测仪和用于发送采集指令和存储采集数据的观测中心；雪微观观测仪至少包括：防风罩、用于执行采集指令和传输采集数据，并对设备的工作状态进行控制的网络通信控制模块、用于采集气象数据的气象采集设备、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像采集设备和用于采集雪花样本的接取设备；网络通信控制模块、气象采集设备、图像采集设备和接取设备均设置于防风罩内；防风罩开设有一个容纳接取设备获取雪花样本的玻片出口；网络通信控制模块分别与观测中心、气象采集设备、图像采集设备和接取设备通信，其中，采集数据至少包括：气象数据和雪微观图像数据。2.根据权利要求1所述的雪微观观测系统，其特征在于，防风罩为内部具有安装空腔的矩形体，玻片出口开设于防风罩的右侧上；图像采集设备至少包括：第一固定架、第二固定架、Z轴驱动电机、第一丝杆和雪花图像采集器；Z轴驱动电机和雪花图像采集器均与网络通信控制模块通信；第一固定架和第二固定架均设置于防风罩的后侧上，且第二固定架位于第一固定架的下方；Z轴驱动电机设置于第一固定架上；第一丝杆的一端与Z轴驱动电机连接，另一端与第二固定架转动连接；雪花图像采集器设置于第一丝杆上；接取设备至少包括：第一Y轴驱动电机、第三固定架、第二丝杆、第二Y轴驱动电机、第三丝杆、第四固定架、X轴驱动电机、第四丝杆、第五固定架、玻片支架和设置有对焦识别点的载玻片；第一Y轴驱动电机、第二Y轴驱动电机和X轴驱动电机均与网络通信控制模块通信；第一Y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第三固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第二丝杆的一端与第一Y轴驱动电机连接，另一端与第三固定架转动连接；第二Y轴驱动电机设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的前侧的一端，第四固定架设置于防风罩的底部上，且位于靠近防风罩的后侧的一端，第三丝杆的一端与第二Y轴驱动电机连接，另一端与第四固定架转动连接；X轴驱动电机设置于第二丝杆上，且位于靠近防风罩的左侧的一端；第五固定架设置于第三丝杆上，第四丝杆的一端与X轴驱动电机连接，另一端与第五固定架转动连接；玻片支架设置于第四丝杆上，载玻片设置于玻片支架上，载玻片通过玻片出口获取雪花样本。3.根据权利要求2所述的雪微观观测系统，其特征在于，雪花图像采集器至少包括：采集器镜筒、采集器连接件、用于采集雪花样本的雪微观图像数据的图像传感器、滤光片、偏光起偏器、节像镜、环形冷光无影灯和物镜切换转盘；采集器镜筒与采集器连接件连接，采集器连接件与第一丝杆连接；图像传感器设置于采集器镜筒的顶端；图像传感器与网络通信控制模块通信；滤光片设置于采集器镜筒内，且位于图像传感器下方，并与图像传感器同轴对齐；节像镜设置于采集器镜筒内，且位于滤光片下方，并与滤光片同轴对齐；环形冷光无影灯设置于采集器镜筒外侧；偏光起偏器设置于采集器镜筒内，且位于节像镜下方，并与节像镜同轴对齐；物镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海燕，张景红，刘野军，姚志平，李云峰，魏运芳，宋瑞祥，穆清晨，李田，冯瑶，
申请(专利权)人：刘野军，
类型：新型
国别省市：