[發明專利]一種用于氣象站的溫度傳感器

在審

• 申請號: 202010151956.7
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111290044A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 楊杰;劉清惓;陳高穎;丁楓;袁宇
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G01K13/02;G01K1/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種用于氣象站的溫度傳感器，包括第一半球體以及設置在第一半球體正上方的第二半球體，所述第一半球體和第二半球體的平面水平、球面相對，間隔設置，所述第一半球體和第二半球體之間的側邊設有導流板，所述導流板在第一半球體和第二半球體之間的側邊均勻間隔設置多個，相鄰兩個導流板與第一半球體、第二半球體的球面形成外口大，內口小的通風管道，四個導流板的內邊形成側邊開口的中心通道；所述中心通道內設有溫度傳感器探頭。通過增加溫度傳感器探頭周圍的氣流速度，減少由太陽直接輻射引起的溫度升高對溫度傳感器的影響，降低來自下墊面的反射太陽輻射，增強溫度傳感器結構的穩定性和隔熱性。

技術領域

本發明涉及氣象儀器技術領域，尤其是涉及一種用于氣象站的溫度傳感器。

背景技術

白天太陽輻射會造成氣象站溫度傳感器升溫，使其觀測值高于周圍環境的空氣溫度，這種現象引起的誤差被稱為太陽輻射誤差。目前氣象站用百葉箱或自然通風防輻射罩可避免太陽對溫度傳感器探頭的直接輻射，降低輻射誤差。然而由于百葉箱或防輻射罩外表面白色涂層難以100％反射太陽輻射，因此在一定程度上，傳統百葉箱或防輻射罩，尤其是其葉片和環片，仍會產生顯著的輻射升溫，導致流入其內部的氣流被加熱，引起內部溫度傳感器探頭的觀測結果高于外部自由空氣的溫度。此外，葉片和環片不利于氣流流通，百葉箱或防輻射罩內部低氣流速度亦會導致輻射誤差進一步加大。通常認為，防輻射罩內部氣流速度降低伴隨著熱污染效應的發生。由于百葉箱的葉片和防輻射罩的環片之間均存在縫隙，總存在一定比例的太陽直接輻射、散射輻射和地面反射輻射從縫隙中進入儀器內部，并照射在溫度傳感器探頭表面，這種效應亦會使輻射誤差進一步擴大。基于傳統百葉箱和防輻射罩的溫度傳感器的輻射誤差可達1℃量級甚至更高。百葉箱的葉片和防輻射罩的環片不僅引起輻射誤差問題，亦降低了溫度傳感器探頭響應速度，引起滯后誤差，木質百葉箱滯后可達10分鐘以上。此外，由于百葉箱和防輻射罩的熱容較大，給溫度脈動觀測也帶來了很大難度。一個良好的氣象站用溫度傳感器設計，不僅應該使得到達溫度傳感器探頭表面的太陽輻射盡可能的小，而且應該使得溫度傳感器探頭周圍的氣流速度盡可能的大。采用葉片或環片有助于滿足第一種要求，但是難以滿足第二種要求，從而難以消除熱污染效應。因此上述兩種設計要求存在矛盾，這給溫度傳感器性能的提高帶來了困難。

發明內容

發明目的：為了克服背景技術的不足，本發明公開了一種提高溫度測量準確性的用于氣象站的溫度傳感器。

技術方案：本發明的用于氣象站的溫度傳感器，包括第一半球體以及設置在第一半球體正上方的第二半球體，所述第一半球體和第二半球體的平面水平、球面相對，間隔設置，所述第一半球體和第二半球體之間的側邊設有導流板，所述導流板與第一半球體的平面垂直，且第一半球體球面的中心位于導流板所在平面上，所述導流板的上下邊分別與第二半球體、第一半球體的球面無縫拼接，所述導流板的內邊不超過第一半球體球面的中心，所述導流板在第一半球體和第二半球體之間的側邊均勻間隔設置多個，相鄰兩個導流板與第一半球體、第二半球體的球面形成外口大，內口小的通風管道，四個導流板的內邊形成側邊開口的中心通道；所述中心通道內設有溫度傳感器探頭；

所述第一半球體的下方和第二半球體的上方分別設有第一反光板和第二反光板。

進一步的，所述導流板的外邊垂直于第一半球體的平面，且兩端分別與第一半球體和第二半球體平面邊緣連接。

進一步的，所述導流板設有四個或者四個以上的偶數個。

進一步的，所述溫度傳感器探頭設置在中心通道的中心位置，通過隔熱柱固定在第一半球體的球面中心位置。

進一步的，所述第一反光板和第二反光板的表面均鍍有反光材料。

進一步的，所述反光材料為銀、鎳、鋁或其它高反射材料。

進一步的，所述第一反光板和第二反光板的垂直投影完全覆蓋第一半球體和第二半球體。