無線電探空儀的結構與特點和發(fā)展趨勢

無線電探空儀的結構與特點和發(fā)展趨勢

特點：無線電探空儀，就象一臺飛行的發(fā)報機，隨時將探測到的所在高度的氣象資料傳送到地面。重量不到1公斤的探空儀，主要由感應元件、轉換裝置、發(fā)射機和電源四部分組成。感應元件用來感應大氣溫度、壓強、濕度要素的大小與變化；然后通過轉換裝置轉換成相應于探測量的無線電訊號；而發(fā)射機產生的約數(shù)十或數(shù)百兆赫的高頻無線電振蕩（載波），則能裝載著探測訊號向地面發(fā)送；電源提供了整個探空儀的能量來源，它占據(jù)了相當大的重量。
    感應元件（或稱傳感器）是探空儀的關鍵組成部分，與地面觀測儀器的感應器相比，它必須具有輕便、靈敏、響應快等性質。
    探空儀上常用的溫度傳感器是扭成環(huán)狀或螺旋狀的雙金屬片，另一種用得較多的是珠狀或棒狀熱敏電阻溫度傳感器。
    探空儀上測壓主要用空盒傳感器，為了增加探測的靈敏度，常常將多個空盒串聯(lián)在一起使用。
    因為探空儀隨氣球以300～400米/分的速度向上運動，不可能在某一高度停留下來，所以探空儀的傳感器必須惰性小，這樣才能迅速響應外界環(huán)境的變化，比較正確的反映各個高度上的氣象要素值。
    由于探空儀是一次性使用，所以傳感器比較簡單。它測量的都是相對量，在正式釋放前，要進行一次“基值測定”，將傳感器的相對值與它所處環(huán)境的絕對值聯(lián)系起來，以便事后易與探測記錄進行處理和換算。
    以上兩個因素都影響觀測精度，使得高空觀測的精度不如地面觀測。另外氣球上升時間和運動軌跡對觀測精度也有影響。我們需要知道的是某點上空在一瞬間的氣象要素的垂直分布情況（術語叫廓線），而氣球探測的是不同時間（氣球整個上升過程約一個小時）、不同地點（水平飄移約數(shù)十公里）的氣象要素，這也將造成測量誤差。
    測量高空濕度是一個較為困難的問題，過去多采用毛發(fā)或腸衣，也有用電阻式、電容式測濕元件。
    通常探空儀測風與測風氣球測風是一樣的。但在夜間、陰天或氣球入云的情況下就得求助于無線電方法，通常用測風雷達 功率記錄儀 電流記錄儀 電壓記錄儀。

發(fā)展趨勢從20世紀60年代開始，各國對無線電探空儀進行了一系列改進：測壓元件，有適合高空和低空使用的不同量程的空盒，空盒材料由磷青銅改為鎳鉻鈦。測溫元件，已有不少國家采用表面涂覆高反射率涂層,制作直徑只有1毫米左右的桿狀熱敏電阻。此外還有一種用13～20微米細金屬絲作測溫元件的較昂貴的標準溫度探空儀,以通過對比施放,改進常規(guī)探空儀的測溫精度。在常規(guī)探空儀的基礎上，根據(jù)不同的探測目的（如測定臭氧、平流層露點、各種輻射通量、大氣電場、監(jiān)視低層大氣污染等）或不同的儀器施放方式（如從飛機、氣象火箭、平移運載氣球上下投）派生了多種特殊探空儀，它們往往以其特殊稱呼標明其特殊用途，如臭氧探空儀等。