CN113063509A - 一种防辐射的温度传感系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防辐射的温度传感系统，包括上、下遮光板和温度传感器，还包括间隔设置在上、下遮光板之间的导流罩，上遮光板、导流罩和下遮光板通过支撑柱固定连接；所述导流罩为开口向下的弧形罩，该弧形罩中部设有杯状下凹的引流部；所述温度传感器设置在引流部内，用于测量引入的空气温度。上、下遮光板以及导流罩的结构设计可以有效避免设置在导流罩的引流部内的温度传感器受到太阳的直接辐射，该导流罩为开口向下的光滑弧形罩，弧形罩中部呈杯状下凹的引流部，可以很好地引导气流进入温度传感器内部，具有良好通风效果，能够减小内部空气温度和外部自由空气温度的差距。
Description
技术领域：
本发明涉及一种温度传感系统，尤其涉及一种防辐射的温度传感系统。
背景技术：
气象站的温度传感器在测量气温的过程中，会受到太阳直接辐射、下垫面反射辐射、下垫面长波辐射和散射辐射等辐射误差的影响，导致温度传感器的观测值高于周围环境自由空气的温度，使温度传感器测温准确率低。为降低辐射误差，通常将温度传感器安装在百叶箱内，在一定程度上可以避免各种辐射对温度传感器探头的直接辐射。然而，由于百叶箱不可能完全阻挡各种辐射，因此传统百叶箱仍会产生显著的辐射升温，导致流入其内部的气流被加热，引起温度传感器探头的测量结果高于外部自由空气的温度。百叶箱的叶片不利于空气流通，亦会导致辐射误差进一步加大。百叶箱的叶片不仅能引起辐射误差问题，亦会降低温度传感器的响应速度，引起滞后误差，木质百叶箱滞后可达10分钟以上。
此外，现有的百叶箱的体积大、重量大，不易于移动，维护和清洁过程也较为复杂。
发明内容：
为解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种响应快速且能防辐射的温度传感系统。
为了实现上述的发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种防辐射的温度传感系统，包括上、下遮光板和温度传感器，还包括间隔设置在上、下遮光板之间的导流罩，上遮光板、导流罩和下遮光板通过支撑柱固定连接；
所述导流罩为开口向下的弧形罩，该弧形罩中部设有杯状下凹的引流部；
所述温度传感器设置在引流部内，用于测量引入的空气温度。
优选地，杯状下凹的引流部的杯底采用敞口结构。
优选地，所述上遮光板采用圆形平板结构，上遮光板的下表面中心对应导流罩的引流部设有圆锥形导流凸起。
优选地，所述下遮光板采用圆形平板结构，下遮光板的上表面中心对应导流罩的引流部设有圆台形导流凸起。
优选地，所述温度传感器阵列式等间距设置在引流部侧壁。
优选地，所述温度传感器通过固定柱固设在引流部中部。
优选地，所述支撑柱为隔热柱，所述上、下遮光板采用木质或塑料的上、下遮光板。
优选地，所述上遮光板的上表面、导流罩的上表面和下遮光板的下表面均镀有反射膜；所述上遮光板的下表面、导流罩的下表面和下遮光板的上表面均涂覆有吸光膜。
本发明相比于现有技术具有如下有益效果：
本发明的防辐射的温度传感系统的上、下遮光板以及导流罩的结构设计可以有效避免设置在导流罩的引流部内的温度传感器受到太阳的直接辐射，该导流罩为开口向下的光滑弧形罩，弧形罩中部呈杯状下凹的引流部，可以很好地引导气流进入温度传感器内部，具有良好通风效果，能够减小内部空气温度和外部自由空气温度的差距。同时也利于引导外部气流的进入/流出，大大加快了温度传感器的响应速度，使得测量的温度具有时效性。
本发明的防辐射的温度传感系统的上遮光板采用圆形平板结构，上遮光板的下表面中心对应导流罩的引流部设有圆锥形导流凸起，该设计可以进一步引导气流由上遮光板与导流罩之间间隔进入引流部。同时下遮光板采用圆形平板结构，下遮光板的上表面中心对应导流罩的引流部设有圆台形导流凸起，该设计可以进一步引导气流由下遮光板与导流罩之间间隔进入引流部。
本发明的防辐射的温度传感系统的上遮光板的上表面、导流罩的上表面和下遮光板的下表面均镀有反射膜，可以吸收太阳的直接辐射被高反射膜反射；所述上遮光板的下表面、导流罩的下表面和下遮光板的上表面均涂覆有吸光膜，可以吸收到达温度传感系统内部的下垫面反射的太阳辐射、下垫面向上长波辐射，进一步减少辐射误差。
本发明的防辐射的温度传感系统的结构简单，体积小重量轻，成本较低，便于加工制造、安装和清洁。
附图说明：
图1为实施例中温度传感系统结构示意图；
图2为实施例中温度传感系统剖视图；
图3为应用实施例中温度测量仿真结果图；
图4为应用实施例中风速测量仿真结果图；
其中，1-上遮光板；2-下遮光板；3-导流罩；4-支撑柱；5-圆台形导流凸起；6-温度传感器；7-圆锥形导流凸起。
具体实施方式：
实施例一：
一种防辐射的温度传感系统，如图1和图2所示，包括采用木质或塑料的上、下遮光板和温度传感器6，还包括间隔设置在上遮光板1、下遮光板2之间的导流罩3，导流罩采用木质或塑料的导流罩；上遮光板、导流罩和下遮光板通过隔热支撑柱4固定连接；导流罩为开口向下的光滑弧形罩，该弧形罩中部设有杯状下凹的引流部；该杯状下凹的引流部为光滑曲面，引流部的杯底采用敞口结构，空气可以从引流部杯口和杯底自由进入/流出引流部内部；上遮光板的上表面、导流罩的上表面和下遮光板的下表面均镀有银、镍、铝或其它高反射膜；上遮光板的下表面、导流罩的下表面和下遮光板的上表面均涂覆有高吸收率的黑色吸光膜。
温度传感器设置在引流部内，用于测量引入引流部内部的空气温度。
温度测量时，太阳的直接辐射被高反射膜吸收，到达温度传感系统内部的下垫面反射的太阳辐射、下垫面向上长波辐射被黑色吸光膜吸收；外部空气可以通过引流部的敞口杯底在上遮光板和导流罩之间和间隔导流罩与下遮光板之间间隔自由运动，温度传感系统内外空气具有很好的流通性，进而减小内部空气温度和外部自由空气温度的差距。同时，导流罩为中部设有杯状下凹引流部的光滑弧形罩设计，能够有效引导外部气流的进入/流出，大大加快了温度传感器的响应速度，使得测量的温度具有时效性。
实施例二：
本实施例的进一步可选设计在于：上遮光板采用圆形平板结构，上遮光板的下表面中心对应导流罩的引流部设有圆锥形导流凸起7，该设计可以进一步引导气流由上遮光板与导流罩之间间隔进入引流部，具有聚风作用。
实施例三：
本实施例的进一步可选设计在于：下遮光板采用圆形平板结构，下遮光板的上表面中心对应导流罩的引流部设有圆台形导流凸起5，该设计可以进一步引导气流由下遮光板与导流罩之间间隔进入引流部，具有聚风作用。
实施例四：
本实施例的进一步可选设计在于：温度传感器阵列式等间距设置在引流部侧壁。
实施例五：
本实施例的进一步可选设计在于：温度传感器通过设置在固定柱固设在引流部中部，该固定柱一端设置在下遮光板圆台形导流凸起上，另一端将温度传感器固定在引流部的中部。应用实施例：
本实施例对实施例四的防辐射的温度传感系统采用Fluent软件进行温度/风速测量仿真测试，模拟环境温度值为300度，太阳直接辐射强度为800W/m2，风速为2m/s，其温度测量仿真结果如图3所示，其风速测量仿真结果如图4所示。
由图3可知，该防辐射的温度传感系统仿真结果为300.044℃，辐射误差为0.044℃，可见本发明的温度传感系统明显降低温度传感器的辐射误差，提高了温度传感器的测量准确度。
由图4可知，该防辐射的温度传感系统中温度传感器位置的风速大小为1.5m/s，可见温度传感系统内部的空气流通性好，能够减小内部空气温度和温度传感系统外部自由空气温度的差距，有效降低测量误差。
Claims (8)
1.一种防辐射的温度传感系统，包括上、下遮光板和温度传感器，其特征在于：还包括间隔设置在上、下遮光板之间的导流罩，上遮光板、导流罩和下遮光板通过支撑柱固定连接；
所述导流罩为开口向下的弧形罩，该弧形罩中部设有杯状下凹的引流部；
所述温度传感器设置在引流部内，用于测量引入的空气温度。
2.根据权利要求1所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：杯状下凹的引流部的杯底采用敞口结构。
3.根据权利要求2所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述上遮光板采用圆形平板结构，上遮光板的下表面中心对应导流罩的引流部设有圆锥形导流凸起。
4.根据权利要求2所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述下遮光板采用圆形平板结构，下遮光板的上表面中心对应导流罩的引流部设有圆台形导流凸起。
5.根据权利要求1～4任一所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述温度传感器阵列式等间距设置在引流部侧壁。
6.根据权利要求1～4任一所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述温度传感器通过固定柱固设在引流部中部。
7.根据权利要求1所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述支撑柱为隔热柱，所述上、下遮光板采用木质或塑料的遮光板，导流罩采用木质或塑料的导流罩。
8.根据权利要求1所述的防辐射的温度传感系统，其特征在于：所述上遮光板的上表面、导流罩的上表面和下遮光板的下表面均镀有反射膜；所述上遮光板的下表面、导流罩的下表面和下遮光板的上表面均涂覆有吸光膜。
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