一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術公開了一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的方法及裝置，該方法包括設置一給定相對濕度的探空儀用測試室，實時接收并記錄探空儀的濕度探測值，給定相對濕度的氣體由一路已知量的干燥氮氣和另一路已知量的飽和濕度氮氣均勻混合形成，給定相對濕度的氮氣和測試室具有相同且可模擬探空儀升空狀態的環境溫度，測試室具有模擬探空儀升空高狀態壓力環境。該裝置包括一控制系統和水浴槽、測試室、電控調節閥、真空泵以及用于分別提供具有設定量的干燥氮氣和飽和濕度氮氣的第一進氣管路和第二進氣管路等。本發明專利技術的有益效果是，標定方法標定準確，作簡單、標定效率高；標定裝置結構簡單，能為探空儀提供可靠的模擬升空環境，確保標定準確。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種濕度檢測儀的標定校準技術，特別涉及一種雙流法對探空儀的濕度動態響應特性進行標定的方法及裝置。
技術介紹
探空儀是指通過自身攜帶感應器或無線電遙測方法測量自由大氣各種要素的儀器的總稱。無線電探空儀搭載在氣象氣球上，它測量多個大氣參數并將這些數據用無線電傳回地面接收站。當代的無線電探空儀經由無線電與地面的計算機通訊，計算機實時存儲這些傳回的數據。無線電探空儀測量的重要數據包括大氣壓力、高度、經緯度、溫度、相對濕度、風速和風向等。由于探空儀隨氣球以300 400米/分的速度向上運動，不可能在某一高度停留下來，所以探空儀的傳感器必須惰性小，這樣才能迅速響應外界環境的變化，比較正確的反映各個高度上的氣象要素值。另外，探空儀通常都是一次性使用，所以傳感器比較簡單。它測量的都是相對量，在正式釋放前，要進行一次“基值測定”，將傳感器的相對值與它所處環境的絕對值聯系起來，以便事后易與探測記錄進行處理和換算。探空儀測量高空濕度是一個較為困難的問題，其通過毛發、腸衣、電阻或電容等感濕元件構成濕度傳感器。無論采用何種感濕元件，其元件的感濕方式都是吸附式，因此，濕度測試結果必然存在一定滯后?；谇笆鲈颍娇諆x在升空前的“基值測定”工作顯得十分重要。對于民用的濕度傳感器，由于環境變化相對緩慢，其響應特性要求相對較低。鑒于國外相關價格昂貴，因此，在我國的國家標準中推薦使用手工操作的方法進行標定測量，其操作繁瑣、準確度不高，這種手工標定方法對探空儀濕度響應特性的標定而言，其不足之處尤為突出。當然，相關領域的技術人員通過努力，取得了一定成果。如中國專利公開號CN101949747A，公開日期2011年I月9日，專利技術創造名稱“濕度傳感元件動態響應特性標定測量系統及測量方法”，該測量系統包括設置在一水浴箱中的兩個飽和鹽容器，兩個飽和鹽容器內的飽和鹽溶液上部分別構成兩個濕度不同的測試腔，兩測試腔通過管路、電磁閥、真空循環泵等連接，電磁閥、真空循環泵等由計算機通過電橋和控制箱控制，以實現兩測試腔的濕度可進行250 300ms的快速切換。通過在兩測試腔內分別放置一濕度傳感元件，利用適于本系統的標定方法實現對濕度傳感元件的動態響應特性進行測試標定，該測量系統對于民用濕度傳感器而言比較實用，但要兩測試腔設置成探空儀的模擬環境卻十分困難，其計算機控制程序設計相對復雜，整個測試標定的操作過程也將十分漫長。因此，該系統不適用于探空儀濕度動態標定。由于目前尚無適用于探空儀濕度動態標定的理想方法和裝置，因此，在探空儀制造完成后的檢定和升空前的基值測定工作都十分繁瑣，且標定結果是否理想尚無法確定。如不同廠家生產的探空儀在同一地域升空后，其壓力、高度、經緯度、溫度、風速和風向的探測結構相差無幾，而濕度探測結果卻相差甚遠。為此，需要改進。
技術實現思路
本專利技術的第一目的就是針對現有技術的不足，提供一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的方法，該標定方法通過提供一模擬探空儀升空過程的動態環境對探空儀濕度動態響應特性進行動態標定，以解決探空儀濕度標定過程漫長和標定不準確的問題。本專利技術的第二目的是提供一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的裝置，利用該標定裝置可方便、快捷、準確地實現探空儀濕度動態響應特性的標定。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案 一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的方法，包括設置一探空儀用測試室，向該測定室內輸送給定相對濕度的氣體和安設探空儀，實時接收并記錄探空儀的濕度探測值，所述給定相對濕度的氣體由一路已知量的干燥氮氣和另一路已知量的飽和濕度氮氣均勻混合形成給定相對濕度的氮氣，給定相對濕度的氮氣和測試室具有相同且可控的環境溫度，該環境溫度可模擬探空儀升空高度變化而進行相應變化，測試室內給定相對濕度的氮氣壓力可模擬探空儀升空高度變化而按設定壓力變化規律進行相應調節。采用前述技術方案的本專利技術，由于探空儀測試室內的環境溫度、濕度和壓力可模擬探空儀升空高度變化而進行相應變化或調節，且給定濕度的氣體采用氮氣，其測試環境與設定條件符合性好，通過實時接收并記錄的探空儀的濕度探測值與給定值進行比較，便可方便的計算并確定探空儀濕度檢測特性的響應時間和實時差異，從而確定其響應特性曲線，在探空儀實際升空應用時，利用該特性曲線對探空儀的實時濕度測試值進行修訂，便可準確得到探空儀所處高度和經緯度處的空氣實時濕度。優選的，所述給定相對濕度的氮氣的給定值是可調節的。以模擬探空儀升空高度變化而進行相應變化，提高探空儀實時濕度測試結果的準確性。優選的，所述給定相對濕度的氮氣的給定值還采用露點儀檢測。通過露點儀對多個給定相對濕度的檢測結果與給定濕度的計算值或稱理論值進行比較，以此對探空儀的濕度特性曲線進行修正，可進一步確保探空儀濕度特性曲線的準確性。一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的裝置，包括一控制系統、一溫度可控且盛有流體介質的水浴槽，水浴槽內設有用于探空儀濕度測試的測試室，測試室頂部出口通過第一電控調節閥及管件連接有真空泵，測試室通過一進氣管連接一位于水浴槽內的換熱混合器，換熱混合器的進口端連接有可分別提供具有設定量的干燥氮氣和飽和濕度氮氣的第一進氣管路和第二進氣管路；測試室還連接有真空壓力計，真空壓力計具有與所述控制系統進行壓力信號傳輸的通道。采用前述技術方案的本專利技術，測試室內測試環境的溫度可進行逐漸升高、逐漸降低或保持恒定不變的條件；測試室內測試環境的濕度隨第一進氣管路和第二進氣管路的干燥氮氣和飽和濕度氮氣的設定量變化而變化，當干燥氮氣設定量為零時，測試室內濕度為100%，當飽和濕度氮氣的設定量為零時，測試室內濕度為0%;測試室內的壓力值通過真空壓力計傳輸給控制系統，控制系統將壓力實測值與設定值比較，壓力實測值與設定值不同時，控制系統通過控制通過真空泵啟停和調整第一電控調節閥的開度，測試室內的氣壓達到一定的真空度，該壓力值可模擬探空儀升空過程中的壓力變化而按設定規律的變化；當將探空儀置于測試室內進行測試時，對測試室內的測試環境的溫度、濕度及壓力進行事先設定并記錄，通過實時接收并記錄探空儀的濕度測試值，即可確定該探空儀的動態濕度響應特性，從而得到其特性曲線。 優選的，所述第一進氣管路通過第一質量流量計和第二電控調節閥連接在儲備有液氮的氮氣瓶的供氣管道上；所述第二進氣管路通過管件依次連接有汽水分離器和用于對干燥氮氣進行飽和性加濕的水冰飽和加濕器，水冰飽和加濕器的進口管路上依次通過第二質量流量計和第三電控調節閥與所述氮氣瓶的供氣管道連接；所述水冰飽和加濕器均設置于所述水浴槽中；所述第一質量流量計和第二質量流量計均具有與所述控制系統進行流量信號傳輸的通道。所述的水冰飽和加濕器為中國專利授權公告號CN101619880B公告的授權專利，其專利技術創造名稱為“塔板式水、冰飽和氣加濕器”。該加濕器可形成飽和加濕環境，當氣體進入該飽和加濕環境即可被飽和加濕。因此，當在干燥氮氣的流經管路上設置該加濕器后，流出該加濕器的氮氣就形成具有飽和濕度的氮氣，汽水分離器將飽和濕度的氮氣中凝結的水分分離以形成純氣態的飽和濕度氮氣?？刂葡到y根據第一質量流量計和第二質量流量計的計量結果計算混合氣的濕度，并將該濕度與設定濕度比較，以分別對第二電控調節閥和第三電控調節閥進行流量調節，達本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種雙流法標定探空儀濕度動態響應特性的方法，包括設置一探空儀用測試室（2），向該測定室（2）內輸送給定相對濕度的氣體和安設探空儀，實時接收并記錄探空儀的濕度探測值，其特征在于，所述給定相對濕度的氣體由一路已知量的干燥氮氣和另一路已知量的飽和濕度氮氣均勻混合形成給定相對濕度的氮氣，給定相對濕度的氮氣和測試室（2）具有相同且可控的環境溫度，該環境溫度可模擬探空儀升空高度變化而進行相應變化，測試室內（2）給定相對濕度的氮氣壓力可模擬探空儀升空高度變化而按設定壓力變化規律進行相應調節。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊東甫，蒯戈，古正宇，王思渝，劉祥，
申請(專利權)人：重慶四達試驗設備有限公司，
類型：發明
國別省市：