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?

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。

关键词：辐射升温、温度传感器、传感器阵列、计算流体动力学

所属期刊栏目：65

分类号：TP2;TM5

资助基金：国家公益性行业气象科研专项GYHY200906037, GYHY201306079;国家自然科学基金41275042,61306138;江苏省博士研究生科研创新计划项目KYLX15_0866;东南大学MEMS教育部重点实验室开放研究基金2013-3;江苏高校优势学科II期建设工程资助的课题

在线出版日期：2016-06-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共1页

页码：094209-0-094209-12