陳觀發(fā)

(贛縣氣象局，江西 贛縣341100)

0 引言

GTS1－2型數(shù)字式電子探空儀配合GFE(L)1型高空氣象探測雷達(dá)工作，用于空中溫度、氣壓、溫度(應(yīng)為濕度)以及風(fēng)向、風(fēng)速的探測。GTS1－2型數(shù)字式電子探空儀基測方便，施放準(zhǔn)備時(shí)間大大縮短，同時(shí)把基測變量進(jìn)行了訂正，提高了近地面探測精度;探空儀測量板、發(fā)射板采用貼片元器件，采用貼片機(jī)工藝流程自動焊接，整機(jī)可靠性大大提高。GTS1－2型數(shù)字探空儀的測角、測距信號清晰、穩(wěn)定，載波率漂移量小，探空信號飛點(diǎn)少，球炸率高。

1 探空儀組成和工作原理

GTS1－2型數(shù)字式電子探空儀由溫度、濕度和氣壓傳感器、智能轉(zhuǎn)換器和發(fā)射機(jī)、電池組、保溫盒組成。探空儀的溫度傳感器為熱敏電阻，氣壓傳感器為電容膜盒，濕度傳感器為有機(jī)膜濕敏電容。

智能轉(zhuǎn)換器主要功能是將各類傳感器的物理量，按一定格式轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼。由單片機(jī)、積分器、比較器、多路開關(guān)、放大器、振蕩器等電路組成，將各傳感器所測量的氣象信息要素值轉(zhuǎn)換成地面設(shè)備中的計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，根據(jù)各個(gè)探空儀檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

發(fā)射機(jī)主要由超高頻發(fā)射機(jī)、淬頻振蕩器、探空調(diào)制電路組成。

發(fā)射機(jī)除了發(fā)送T，p，U氣象要素信息，還要接收地面雷達(dá)發(fā)射的詢問信號，因此還必須具有接收機(jī)的功能。為使同一振蕩電路具有接發(fā)兩種功能，它只能處于超再生工作狀態(tài)(即間歇工作狀態(tài))。

2 探空儀施放(前)準(zhǔn)備

(1)探空儀的外觀檢查。在基測前對探空儀進(jìn)行外觀檢查，檢查探空儀盒蓋上的序列號與發(fā)射板上的序列號是否一致，與計(jì)算機(jī)放球軟件上接收到的探空儀序列號是否一致，三者不一致立即更換探空儀;檢查各感應(yīng)元件上連接線有無虛焊、脫落現(xiàn)象，若存在上述情況必須更換探空儀。

(2)硫酸鉀飽和溶液的配制。將50 g左右的硫酸鉀(K2SO4)倒入高濕盒內(nèi)，再倒入適量的蒸餾水，使其完全溶解達(dá)到飽和狀態(tài)即可。硫酸鉀飽和溶液在基測箱內(nèi)產(chǎn)生90%以上的相對濕度。飽和溶液經(jīng)長期使用水分逐漸蒸發(fā)減少最后成為結(jié)晶體鹽，此時(shí)可以按配制方法向容器內(nèi)再次加入適量蒸餾水即可。

(3)基測方法。GTS1－2型數(shù)字探空儀基測采用的方法新穎，簡化了基測步驟，操作簡單易行，大大縮短了施放準(zhǔn)備時(shí)間，降低了遲放球的概率。準(zhǔn)備施放的GTS1－2型探空儀采用XED－1型數(shù)字式探空儀基測箱進(jìn)行檢測，基測在放球前半小時(shí)左右進(jìn)行，正式(雷達(dá)讀取)數(shù)據(jù)前，開啟基測箱電源預(yù)熱3～5 min。施放前從包裝箱中取出探空儀，脫去傳感器保護(hù)罩，展開傳感器支撐臂。注意只去掉溫度和濕度測量元件外面的保護(hù)罩，濕度測量元件的防護(hù)罩應(yīng)該保持原來的狀態(tài)施放。首先放入配制好的硫酸鉀(K2SO4)飽和溶液，再將探空儀的溫濕度測量元件的支架放入，蓋好頂蓋，觀察3～5 min，讓濕度保持在60%～85%RH之間的一個(gè)較為穩(wěn)定的數(shù)值。如果箱內(nèi)濕度超過85%RH時(shí)，將飽和溶液取出再通風(fēng)，利用自然濕度進(jìn)行基測。雷達(dá)接收到的探空儀測量值與輸入的基測箱標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，在允許誤差范圍內(nèi)，基測通過，“結(jié)論”對話框給出的合格結(jié)論，反之將不能通過，需檢查是否誤讀或者是儀器值存在誤差，在不合格的情況下必須更換探空儀重新做基測。

3 電池的使用技巧

(1)外觀檢查。電池應(yīng)存放在通風(fēng)干燥的環(huán)境中，電池的外觀檢查主要有兩項(xiàng):一是檢查電池的包裝是否有漏氣變型，如因漏氣而電池變形，則廢棄不用，立即更換;二是檢查電池的線路和插頭是否完好，如線路斷開或插頭破損，應(yīng)立即更換電池。

(2)電池浸泡。電池電壓對探空、測風(fēng)信號的質(zhì)量有著直接影響，為了使電池在實(shí)際的使用中能夠達(dá)到最佳效果，浸泡電池的水溫、水量、放鹽量、浸泡時(shí)間都要控制在一定范圍。配置3%濃度的氯化鈉(NaCl)鹽的水溶液，水溫保持在30～40℃之間，放球前20 min左右將電池浸泡到鹽溶液中，電池插頭放在容器盒外面，過3～5 min取出(夏天2～3 min)，滴干水，一定要滴干，以免造成裝盒后接口進(jìn)水造成儀器短路(注意不要甩干，以免甩壞電池)。

(3)測量電池電壓和電池賦能。當(dāng)電池電壓達(dá)到18～24 V時(shí)，等待儀器的裝配;當(dāng)電池電壓未達(dá)到18～24 V時(shí)，對電池進(jìn)行電池賦能，將電池與基測箱電池檢測電纜連接，按下基測箱電池賦能按鈕，基測箱工作。檢測/賦能按鈕在彈起的狀態(tài)，基測箱顯示屏顯示探空儀電池電壓，將檢測/賦能按鈕按下，顯示屏顯示探空儀電池賦能電流。檢測狀態(tài)，一般電池電流控制在300～500 mA，電壓在18～24 V左右即可。電壓過高會導(dǎo)致信號突失，電壓過低會導(dǎo)致探空信號不清。

4 探空儀的正確裝配

裝配在放球前10～15 min左右進(jìn)行，以便儀器、電池發(fā)生問題有足夠的時(shí)間排除;探空儀溫度和濕度測量元件的支持臂應(yīng)向上彎曲，當(dāng)探空儀向下時(shí)，使支撐與水平的夾角為15°～45°，以防止下雨天雨水通過傳感器桿進(jìn)入儀器艙內(nèi)。

5 探空儀施放前的探空儀信號和測風(fēng)信號檢查

(1)如果探空儀施放前在地面停留過久，探空儀盒內(nèi)熱量散發(fā)不出去使探空儀內(nèi)部溫度過高而造成儀器變性，因此，不要過早包裝探空儀，如果時(shí)間過久，應(yīng)重新做基測。

(2)基測時(shí)探空儀一般采用其本身的電池組，電池組注水活化后隨即進(jìn)行，基測箱提供的探空儀只在檢查探空儀時(shí)使用。

(3)浸泡電池的水溫通常應(yīng)保持在30～40℃;連續(xù)放球時(shí)，浸泡電池的鹽溶液使用不超過3次，隔日浸泡時(shí)應(yīng)更換新的鹽溶液。

(4)禁止觸碰溫度、濕度傳感器。濕敏電容罩不能取下。

(5)施放球前無探空信號及脈沖信號。出現(xiàn)這種情況首先檢查電池電壓是否正常，若電壓正常，立即更換探空儀，重新做基測。電壓不正常，重新浸泡電池。

6 結(jié)語

GTS1－2型數(shù)字式電子探空儀是我們新一代高空氣象探測的一種重要的探測工具，其使用非常簡便、探測精度高、可靠性高，但它的正確使用與否直接關(guān)系到我們的探測質(zhì)量。在實(shí)際工作中我們一定要認(rèn)真、仔細(xì)地按照上述要求進(jìn)行施放前的準(zhǔn)備工作，盡可能減少人為造成的錯情，切實(shí)提高探空業(yè)務(wù)質(zhì)量。