[發(fā)明專利]一種絲狀半球面溫度傳感器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010151992.3
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111290045B
• 公開（公告）日: 2022-01-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊杰;劉清惓;陳高穎;鄧玄
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01W1/00
• 分類號: G01W1/00;G01K13/024;G01K1/12
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發(fā)明公開了一種絲狀半球面溫度傳感器，包括由水平放置的圓形平底面和弧面殼體組成的半球殼導(dǎo)流罩，所述平底面下表面設(shè)有溫度傳感器探頭，所述弧面殼體的上表面設(shè)有多根導(dǎo)熱絲；所述半球殼導(dǎo)流罩的上方和下方分別設(shè)有第一反光板和第二反光板，所述第一反光板和第二反光板通過第一隔熱柱連接，所述半球殼導(dǎo)流罩通過弧面殼體上的第二隔熱柱與第一反光板連接。首先，本設(shè)計(jì)利用反光板反射太陽直接輻射和下墊面反射輻射，減少由太陽直接輻射、反射輻射引起的溫度升高對溫度傳感器探頭的影響；其次，利用導(dǎo)熱絲對球殼輻射熱進(jìn)行散熱，降低內(nèi)部溫度傳感器探頭的輻射誤差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣象儀器技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種絲狀半球面溫度傳感器。

背景技術(shù)

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(huán)境的空氣溫度，這種現(xiàn)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(fēng)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(tǒng)百葉箱或防輻射罩，尤其是其葉片和環(huán)片，仍會產(chǎn)生顯著的輻射升溫，導(dǎo)致流入其內(nèi)部的氣流被加熱，引起內(nèi)部溫度傳感器探頭的觀測結(jié)果高于外部自由空氣的溫度。此外，葉片和環(huán)片不利于氣流流通，百葉箱或防輻射罩內(nèi)部低氣流速度亦會導(dǎo)致輻射誤差進(jìn)一步加大。通常認(rèn)為，防輻射罩內(nèi)部氣流速度降低伴隨著熱污染效應(yīng)的發(fā)生。由于百葉箱的葉片和防輻射罩的環(huán)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(jìn)入儀器內(nèi)部，并照射在溫度傳感器探頭表面，這種效應(yīng)亦會使輻射誤差進(jìn)一步擴(kuò)大。基于傳統(tǒng)百葉箱和防輻射罩的溫度傳感器的輻射誤差可達(dá)1℃量級甚至更高。百葉箱的葉片和防輻射罩的環(huán)片不僅引起輻射誤差問題，亦降低了溫度傳感器探頭響應(yīng)速度，引起滯后誤差，木質(zhì)百葉箱滯后可達(dá)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(gè)良好的氣象站用溫度傳感器設(shè)計(jì)，不僅應(yīng)該使得到達(dá)溫度傳感器探頭表面的太陽輻射盡可能的小，而且應(yīng)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(huán)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(yīng)。因此上述兩種設(shè)計(jì)要求存在矛盾，這給溫度傳感器性能的提高帶來了困難。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服背景技術(shù)的不足，本發(fā)明公開了一種絲狀半球面溫度傳感器。

技術(shù)方案：本發(fā)明的絲狀半球面溫度傳感器，包括由水平放置的圓形平底面和弧面殼體組成的半球殼導(dǎo)流罩，所述平底面下表面設(shè)有溫度傳感器探頭，所述弧面殼體的上表面設(shè)有多根導(dǎo)熱絲；所述半球殼導(dǎo)流罩的上方和下方分別設(shè)有第一反光板和第二反光板，所述第一反光板和第二反光板通過第一隔熱柱連接，所述半球殼導(dǎo)流罩通過弧面殼體上的第二隔熱柱與第一反光板連接。

進(jìn)一步的，所述溫度傳感器探頭位于平底面的圓心處。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱絲在弧面殼體上表面均勻間隔布設(shè)。

進(jìn)一步的，所述導(dǎo)熱絲的布設(shè)角度垂直于所在弧面殼體的切面，通過導(dǎo)熱膠固定。

進(jìn)一步的，所述第一反光板和第二反光板的結(jié)構(gòu)尺寸一致，為圓形、橢圓形或者多邊形，分別位于半球殼導(dǎo)流罩的正上方和正下方，垂直投影面積大于半球殼導(dǎo)流罩。

進(jìn)一步的，所述半球殼導(dǎo)流罩和導(dǎo)熱絲的選材為銀、銅、鋁或其他高熱導(dǎo)率材料。

進(jìn)一步的，所述第一反光板和第二反光板的上下表面均鍍有反光材料，所述反光材料可為銀、鎳、鋁或其它高反射材料。

有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為：首先，本設(shè)計(jì)利用反光板反射太陽直接輻射和下墊面反射輻射，減少由太陽直接輻射、反射輻射引起的溫度升高對溫度傳感器探頭的影響；其次，利用導(dǎo)熱絲對球殼輻射熱進(jìn)行散熱，降低內(nèi)部溫度傳感器探頭的輻射誤差。

附圖說明

圖1是本發(fā)明立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的正視圖。