用于气象观测的阵列式温度传感器流体动力学分析与实验研究

发布时间：2017-07-06 04:10

  本文关键词：用于气象观测的阵列式温度传感器流体动力学分析与实验研究

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【摘要】：传统百叶箱和防辐射罩内部的温度传感器受到太阳辐射会导致其温度高于大气真实温度,升温量可达0.8 K甚至更高.为提高大气温度观测精度,本文设计了一种阵列式温度传感器.利用计算流体动力学方法分析计算该传感器在不同环境条件下的辐射升温量,采用遗传算法对计算结果进行拟合,获得辐射升温量修正方程.为验证阵列式温度传感器的实际性能,研制了强制通风温度测量平台.将阵列式温度传感器、配有传统防辐射罩的温度传感器和强制通风温度测量平台置于相同环境下,进行大气温度观测比对实验.配有传统防辐射罩的温度传感器辐射升温量平均值为0.409 K;与前者相比,阵列式温度传感器的辐射升温量仅为0.027 K.这种阵列式温度传感器可将辐射升温引起的误差降低约93%.辐射升温量实验测量值与修正方程修正值之间的平均偏移量为0.0174 K,均方根误差为0.0215 K,该结果验证了计算流体动力学方法与遗传算法的准确性.如果配合计算流体动力学方法与遗传算法,温度测量精度有进一步提高的潜力.
【作者单位】： 南京信息工程大学中国气象局气溶胶与云降水重点开放实验室;南京信息工程大学大气物理学院;南京信息工程大学江苏省大气环境与装备技术协同创新中心;南京信息工程大学江苏省气象探测与信息处理重点实验室;
【关键词】： 辐射升温 温度传感器 传感器阵列 计算流体动力学
【基金】：国家公益性行业(气象)科研专项(批准号:GYHY200906037,GYHY201306079) 国家自然科学基金(批准号:41275042;61306138) 江苏省博士研究生科研创新计划项目(批准号:KYLX15_0866) 东南大学MEMS教育部重点实验室开放研究基金(批准号:2013-3) 江苏高校优势学科II期建设工程资助的课题~~
【分类号】：TP212
【正文快照】： 1引言大气温度是表征大气冷热程度的物理量,大气温度资料能够反映大气热力和动力过程,是进行气候变化预估、气候诊断预测和大气环境监测等相关科学研究的基础信息,而准确可靠的天气和气候信息对公众的生产、生活及社会各个领域具有非常广泛的影响.近年来随着对气候变化研究的

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