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湿度传感器等传感元件在气象探空气球设备中的应用

昆明国家基准气象站,是昆明唯一的国家气象基本站和高空气象探测站。在该气象站,每天都有3个携带探测仪器的探空气球,从观测场定时放飞至3万米以上高空,而全国120个站,全球数万个点都是在同一时间放飞。探空仪内置的气压传感器、湿度传感器等感应元件收集数据后,雷达会一路跟踪记录实时气温、气压、湿度、风向、风速等,从而获得天气预报所需的珍贵数据。

 

探空气球起飞前的充气、调试等工作,以及右下图所示的地面雷达装置。探空气球上天后,雷达可捕捉到探空气球上的信息。资料图


作为一种常见的气象数据收集工具,探空气球,会携带有组装好的数字探测仪,系于巨大的白色氢气球上。放飞后,气球迅速升空,不到1分钟便消失在天空中。但观测室外的雷达却能在任何天气条件下发现数字探测仪的信号。

 

左图装入了多种设备的探空仪器;右上为探空仪中集成了气压传感器芯片的感应设备;右下为探空仪温度传感器敏感元件。资料图

 


气压、温度、湿度3个气象要素的探测,是利用探空仪里的传感器实现的。通过依靠数字探测仪上的气压、温、湿度传感器等元件,可以采集到空中的气压及温、湿度信息。

 

探空仪上的湿度传感器感应元件,资料图


其具体原理是:气象高空探空仪,由对温度、气压、湿度反应灵敏的传感器感应元件及转换电路组成。其中,传感器元件的电参量随着空气中的温度、气压、湿度的变化而变化。而转换电路则对变化的电参量进行采集、编码而形成探空数字信号,并通过探空仪发射机发回地面,雷达把探空数据接收下来,就得到空中不同高度的温度、气压和湿度3个气象要素的资料了。

 

工作人员实时监控探空气球传回的数据。资料图


雷达将气压传感器、湿度传感器等测得的信息成功捕捉后,这些信息数据就会出现在电脑屏幕上,且每秒钟都有数据传回。随着数据采集量的增加,分别代表温度、湿度、气压的数值慢慢在屏幕上连成了红、绿、紫3条不同颜色的线,而这些可视化的点和线的功能之一,就是成为天气预报制作的依据。本文由传感器专家网整理发布,转载请注明传感器专家网http://www.sensorexpert.com.cn/

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