[发明专利]一种用于地表气温观测的温度传感器

说明书

本发明公开了一种用于地表气温观测的温度传感器，包括第一导流板以及设置在第一导流板下方的第二导流板，均为水平放置的、上小下大的圆台结构，且均为下底敞开的中空结构，还包括导流环片，为上大下小且上下底面均敞开的中空圆台结构，所述导流环片下底边缘与第一导流板的下底边缘重合拼接；所述第一导流板和第二导流板通过隔热柱连接并贯穿，上下延伸端分别连接有第一反光板和第二反光板，在第二导流板的上底设有温度传感器探头。首先，本设计增大进风口面积侧面形成聚风斜面，可引导高于导流环片的水平气流进入，使测得的温度具有良好的时效性，增加了通风量，从而降低滞后误差并使该结构具有相对良好的通风环境，降低辐射误差。

技术领域

本发明涉及气象仪器技术领域，尤其是涉及一种用于地表气温观测的温度传感器。

背景技术

在气温观测中，感温元件与空气之间交换热量是以热传导的方式来建立热平衡的。由于空气对辐射能，特别是对短波辐射能吸收的本领不大，而在自然情况下太阳直接辐射和地面反射辐射均会影响传感器测温的准确度。在气象站运用温度传感器进行温度测量的过程中，白天太阳辐射会造成气象站温度传感器升温，使其测量值高于周围环境的空气温度，这种现象产生的误差被称为太阳辐射误差。目前气象站采用的是传统的百叶箱或者自然通风防辐射罩，可以避免太阳辐射对温度传感器的直接照射，降低辐射误差。然而由于百叶箱或防辐射罩外表面白色涂层难以100％反射太阳辐射，因此在一定程度上，传统百叶箱或防辐射罩，尤其是其叶片和环片，仍会产生显著的辐射升温，导致流入其内部的气流被加热，引起内部温度传感器探头的观测结果高于外部自由空气的温度。此外，叶片和环片不利于气流流通，百叶箱或防辐射罩内部低气流速度亦会导致辐射误差进一步加大。通常认为，防辐射罩内部气流速度降低伴随着热污染效应的发生。由于百叶箱的叶片和防辐射罩的环片之间均存在缝隙，总存在一定比例的太阳直接辐射、散射辐射和地面反射辐射从缝隙中进入仪器内部，并照射在温度传感器探头表面，这种效应亦会使辐射误差进一步扩大。基于传统百叶箱和防辐射罩的温度传感器的辐射误差可达1℃量级甚至更高。百叶箱的叶片和防辐射罩的环片不仅引起辐射误差问题，亦降低了温度传感器探头响应速度，引起滞后误差，木质百叶箱滞后可达10分钟以上。此外，由于百叶箱和防辐射罩的热容较大，给温度脉动观测也带来了很大难度。一个良好的气象站用温度传感器设计，不仅应该使得到达温度传感器探头表面的太阳辐射尽可能的小，而且应该使得温度传感器探头周围的气流速度尽可能的大。采用叶片或环片有助于满足第一种要求，但是难以满足第二种要求，从而难以消除热污染效应。因此上述两种设计要求存在矛盾，这给温度传感器性能的提高带来了困难。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术的不足，本发明公开了一种提高温度测量准确性的用于地表气温观测的温度传感器。

技术方案：本发明的用于地表气温观测的温度传感器，包括第一导流板以及设置在第一导流板下方的第二导流板，所述第一导流板和第二导流板均为水平放置的、上小下大的圆台结构，且均为下底敞开的中空结构，还包括导流环片，所述导流环片为上大下小且上下底面均敞开的中空圆台结构，所述导流环片下底边缘与第一导流板的下底边缘重合拼接，所述第二导流板的侧面与导流环片的侧面形成聚风斜面；

所述第一导流板和第二导流板通过隔热柱连接，所述隔热柱贯穿第一导流板和第二导流板，同时上下端分别连接有第一反光板和第二反光板，所述第二导流板的上底设有温度传感器探头。

进一步的，所述第一导流板的下底和第二导流板的上底位于同一平面。

进一步的，所述第一导流板和导流环片相连接的母线的夹角为60°-150°。

进一步的，所述第二导流板的敞口角度大于第一导流板的敞口角度。

进一步的，所述第二导流板的下底直径等于导流环片上底直径，所述导流环片的高等于第一导流板的高。

进一步的，所述隔热柱设有3根，分别垂直于第一导流板和第二导流板的上底，在圆周内均匀间隔布设。