资源描述：
《gts探空仪碳湿敏元件性能测试数据分析及相对湿度订正》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、GTS探空仪碳湿敏元件性能测试数据分析及相对湿度订正第35卷第3期2007年6月气象科技MIETEOROLIGI(LSCIENCEANDTECHNOLOGYVo1.35.No.3Jun.2007GTS探空仪碳湿敏元件性能测试数据分析及相对湿度订正徐文静郭亚田2黄炳勋顾善荣3(1中国气象科学研究院,北京100081;2中国气象局大气探测技术中心,北京100081;3上海无线电23厂,上海200090)摘要碳湿敏元件受温度影响明显,造成相对湿度探空数据测量的误差.利用温湿控制设备对该元件进行静态试验,测
2、试不同温度对元件感湿特性的影响.通过对试验数据分析计算得到元件的相对湿度温度项订正数据,以及相对湿度的温度项订正拟合公式,可以有效订正由温度引起的相对湿度探空数据误差.对实际相对湿度探空数据资料订正效果的对比分析表明,经过温度项订正后的相对湿度探空数据,不但其准确度得到了提高,而且清楚地体现出在订正之前所不能体现的高空大气相对湿度在低湿段的变化细节.关键词碳湿敏元件相对湿度探空数据温度项订正引言近年来与气候相关的研究,特别是对特征为低温低湿的对流层上部(UT)和平流层下部(LS)的研究中,相对湿度探
3、空数据的准确度起着举足轻重的作用….为了提高高空大气探测数据准确度,我国从2002年1月开始推广使用L波段雷达一电子探空仪探测系统,用携带碳湿敏元件的GTS型数字式电子探空仪代替用肠膜测湿元件的59型探空仪进行相对湿度探测.全国124个高空探测站中现有80个站使用L波段雷达一电子探空仪探测系统.碳湿敏电阻元件较肠膜测湿元件探测相对湿度在低温感湿性能,校准线一致性及测量范围等方面,均有很大改善和提高.但是碳湿敏元件受温度影响明显,在不同环境温度下元件的感湿特性曲线不相同,直接给湿度测量带来误差,使得相
4、对湿度探空数据与实际大气湿度差别较大,因此相对湿度探空数据必须经过温度项订正才更具有实用价值.中国气象科学研究院在20世纪80年代研制过碳湿敏元件,测试了元件在常温下的一致性,稳定性等静态性能.但由于当时的试验条件有限,没有低温性能测试设备,未能取得元件的温度项订正数据_2J.11前我国80个高空探测站每天接收到的相对湿度探空数据,是经过上海无线电23厂(GTS探空仪生产厂家,出品国内使用的碳湿敏元件)订正过的相对湿度数据.同样由于当时的试验条件所限,相对湿度温度项订正数据不是很可靠,因而上海无线电
5、23厂所做的订正是否合适有待试验检验.本课题利用上海无线电23厂新近引进的温湿测控设备进行试验,测试元件在不同温度(特别是低温)下的静态性能,取得了元件的相对湿度温度项订正数据以及相对湿度温度项订正拟合公式.1试验设备及原理试验中所用的温度湿度控制设备是SBS-3型双压法标准湿度发生器,利用双压原理设计制作的一级湿度标准源,温度,湿度测量范围宽(温度测量范围:一30～+40℃;湿度测量范围:10%～95%),能给出不同温度下的标准湿度.双压法标准湿度发生器的测量精度高,相对湿度测量的准确度达到±l%
6、,温度测量的准确度达到±0.1oC.图l是双压法湿度发生器的原理图.双压法从原理来说其过程是使气体在加压状态下达到水汽饱和,保持饱和器及试验腔内的温度恒定,饱和器内的压力固定,降低试验腔内的压力使之减压膨胀,根据道尔顿定律可得到=P/P】(图1).通过对温中国气象科学研究院院长基金项目"L波段探空资料相对湿度误差订正方法研究"(0165)资助作者简介:徐文静,女,1973年生,硕士研究生,Email:xwenjing@263.net收稿日期:2o06年1月26日;定稿日期:2o06年4月4日424气
7、象科技第35卷度和气体膨胀前后压力比调节,试验腔就可以在非常宽的范围内提供已知相对湿度的气体,气体的相对湿度可按:U:P/Pl×100%计算[引.空气图1双压法湿度发生器原理图(ews为饱和器中的饱和水汽分压,e为试验腔中的水汽分压,P,为饱和器中的气体总压,P为试验腔中的气体总压,T为温度.)控制设备温度丁不变,通过调节试验腔以及饱和器内的压力比P/P,,得到试验腔内所需的在温度丁下的相对湿度U=P/P1×100%,测量在试验腔内相对湿度为【,时元件的阻值.通过改变压力比就可以测到元件在相同温度下
8、,不同相对湿度时的阻值;改变设备温度,重复以上操作,可以测得在不同温度下元件阻值与相对湿度的对应数据.2静态试验方法起初碳湿敏元件的感湿特性曲线用阻值一相对湿度曲线来表示,但后来经过试验发现同批次元件的比阻一相对湿度曲线比元件的阻值一相对湿度曲线一致性好,只需对同一批产品抽样进行校准测试,而不用对元件一一校准测试,因而将元件的比阻一相对湿度曲线作为元件的公共校准线.取元件在温度为20℃,相对湿度为0时的阻值为基准阻值(把元件装入盛有干燥剂的容器中,在20℃下测此元件阻
