CN114430632A - 一种用于温度传感器阵列的通风装置 - Google Patents

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葛祥建
朱化难
刘清惓
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Abstract

本发明公开了一种用于温度传感器阵列的通风装置，属于气象仪器的技术领域。本发明包括多个互相平行的支撑柱，所述支撑柱竖向设置；在多个支撑柱的首尾两端分别固定有反光板Ⅰ和反光板Ⅱ；沿着支撑柱的长度方向，在支撑柱整体外套设有多个导流结构；导流结构包括两个引流盘，引流盘的形状为上下开口的外凸类圆台形，且两个引流盘呈对称设置；两个引流盘之间形成导流口，所述导流口的口径由内向外逐渐增大。本发明的引流盘可以引导气流进入通风通道，使内外气流速度基本一致，并可阻挡早晚低角度的太阳辐射。

Description

一种用于温度传感器阵列的通风装置
技术领域
本发明属于气象仪器的技术领域，更具体地说，涉及一种用于温度传感器阵列的通风装置。
背景技术
在气象站的温度传感器测量气温的过程中，白天太阳辐射造成温度传感器升温，高于周围环境的空气温度，这种现象引起的误差被称为太阳辐射误差。
目前气象站用百叶箱或自然通风防辐射罩可避免太阳对温度传感器探头的直接辐射，降低辐射误差。由于百叶箱叶片和防辐射罩环片不利于气流流通，百叶箱或防辐射罩内部低气流速度会导致辐射误差加大。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。此外，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。百叶箱和防辐射罩的辐射误差可达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。按照传统观念，一个良好的防辐射罩设计不仅应该使得到达温度传感器探头表面的辐射尽可能的小，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，这给防辐射罩性能的提高带来了困难。
发明内容
针对现有的通风装置存在的辐射误差较大以及热污染的问题，本发明提供一种用于温度传感器阵列的通风装置，在现有通风装置的基础上进行了优化改进，采用多个导流结构对气流进行引导，不仅可以加大通风效果，还可以引导气流进入通风通道，使内外气流速度基本一致，同时，还能够阻挡早晚低角度的太阳辐射。
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种用于温度传感器阵列的通风装置，包括多个互相平行的支撑柱，所述支撑柱竖向设置；在多个支撑柱的首尾两端分别固定有反光板Ⅰ和反光板Ⅱ；沿着支撑柱的长度方向，在支撑柱整体外套设有多个导流结构，可以加大通风效果。
进一步的技术方案，所述导流结构至少设有三个。
进一步的技术方案，所述导流结构包括两个引流盘，引流盘的形状为上下开口的外凸类圆台形，且两个引流盘呈对称设置。
进一步的技术方案，两个引流盘之间形成导流口，所述导流口的口径由内向外逐渐增大，可以引导气流进入通风通道，使内外气流速度基本一致，并可阻挡早晚低角度的太阳辐射。
进一步的技术方案，所述引流盘的内壁涂有黑色涂层，可防止太阳光在通风通道内的多次反射，有效降低二次辐射带来的辐射误差。
进一步的技术方案，在导流口的中心处设有温度传感器探头，所述温度传感器探头由隔热杆支撑，所述隔热杆固定在支撑柱上，通道内相对较高的气流速度同时使得装置内温度传感器探头的辐射误差相对较低，从而可较准确、实时的测量真实环境温度。
进一步的技术方案，所述温度传感器探头至少设有3个，即使有个别温度传感器探头损坏，亦可保障温度测量的顺利进行，保障其测温的可靠性。
进一步的技术方案，所述支撑柱设有3个，3个支撑柱之间的间距相等呈等边三角形分布。
进一步的技术方案，所述反光板Ⅰ为圆锥形的空心容器，可以阻挡早晚低角度太阳光射入通风装置内部，避免雨水、积雪、树叶、灰尘等沉积物进入装置内部。
进一步的技术方案，所述反光板Ⅱ为上窄下宽的圆台形的空心容器，进一步阻挡早晚低角度太阳光射入通风装置内部，避免雨水、积雪、树叶、灰尘等沉积物进入装置内部。
相比于现有技术，本发明的技术方案的有益效果为：
(1)本发明的一种用于温度传感器阵列的通风装置，由导流口构成通风通道，由两个引流盘引导气流进入通风通道，使内外气流速度基本一致，并可阻挡早晚低角度的太阳辐射。每个引流盘的内壁均涂有黑色涂层，可防止太阳光在通风通道内的多次反射，有效降低二次辐射带来的辐射误差。
(2)本发明的一种用于温度传感器阵列的通风装置，通风装置在任意风向下均具有良好的通风，不断更新装置内的气流，使内部温度传感器探头测得的结果具有良好的响应速度。通道内相对较高的气流速度同时使得装置内温度传感器探头的辐射误差相对较低，从而可较准确、实时的测量真实环境温度。
(3)本发明的一种用于温度传感器阵列的通风装置，在装置上方设置有反光板Ⅰ，可有效防止太阳直接照射防辐射罩，降低辐射误差。同时，可有效阻挡早晚低角度太阳光射入通风通道，亦可以有效避免雨水、积雪、树叶、灰尘等沉积物进入通风通道。在装置底部设置有反光板Ⅱ，可防止来自下垫面的反射辐射，缓解温度传感器的二次辐射污染问题。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视图。
图中标号表示为：1、反光板Ⅰ；2、反光板Ⅱ；3、引流盘；4、温度传感器探头；5、隔热杆；6、支撑柱。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述。
实施例
本实施例提供了一种用于温度传感器阵列的通风装置，如图1和图2所示，包括多个互相平行的支撑柱6，支撑柱6竖向设置；在多个支撑柱6的首尾两端分别固定有反光板Ⅰ1和反光板Ⅱ2；沿着支撑柱6的长度方向，在支撑柱6整体外套设有多个导流结构。
在本实施例中，支撑柱6设有3个，3个支撑柱6之间的间距相等呈等边三角形分布，导流结构套设在呈等边三角形分布的3个支撑柱6的外周。导流结构至少设有3个，其中，导流结构由两个引流盘3组成，引流盘3的形状为上下开口的外凸类圆台形，且两个引流盘3呈对称设置。两个引流盘3之间形成导流口，由导流口构成通风通道，两个引流盘3的上开口相对，使导流口的口径由内向外逐渐增大。引流盘3的上开口可为圆形、椭圆形或者多边形，且引流盘3的设计可以对气流进行更好的引导。在导流口的中心处设有温度传感器探头4，温度传感器探头4由隔热杆5支撑，隔热杆5固定在支撑柱6上。
每一个导流口都能够引导气流流向温度传感器探头4，使内外气流速度基本一致，并可阻挡早晚低角度的太阳辐射。在任意水平风向条件下，通风通道都可以实时的感知气流，具有相对良好的通风，不断更新装置内的气流，使测得的温度具有良好的时效性。通道内相对较高的气流速度使得该通道内温度传感器探头4的辐射误差相对较低，因此导流口的设计可同时实现相对较高的气流速度和相对较低的辐射误差。同时，通风通道实时的感知气流，亦可使得温度传感器探头4的滞后误差相对较低。
多个导流口的设计使得即使白天的太阳直接辐射、散射辐射、反射辐射和热传导效应使得这个通风通道的管壁的温度升高，通道内侧被加热的气流也沿着管壁内侧流动，被加热的气流不容易到达温度传感器探头4的安装位置，根据同样的原理，在夜间即使这个通风通道的管壁温度降低，通风通道中低温的气流通常贴着管壁流动，因此这种设计方案可在一定程度上避免通风通道管壁引起的热污染效应，有利于降低辐射误差。
引流盘3的内表面光滑，且在每个引流盘3的内壁均涂有黑色涂层，可防止太阳光在通风通道内的多次反射，有效降低二次辐射带来的辐射误差。
反光板Ⅰ1为圆锥形的空心容器，反光板Ⅰ1的材料可以选用金属，例如可选择铝或铝合金，不仅可获得较好的机械性能，而且由于反射率较高，也使得反光板Ⅰ1不易因为太阳直接照射而温度过高。反光板Ⅰ1面向太阳的表面可设置一层银膜来提高反射率，面向下垫面的表面可设置一层高吸收率涂层来降低二次反射对内部温度传感器探头4的影响。同时，反光板Ⅰ1可以阻挡水平低角度的太阳辐射，在太阳倾斜照射通风通道的时候能有效减少太阳辐射，从而降低辐射误差，亦可有效阻挡积雪、树叶、灰尘等沉积物进入通风通道内。
反光板Ⅱ2为上窄下宽的圆台形的空心容器，反光板Ⅱ2的材料可以选用金属，例如可选择铝或铝合金。反光板Ⅱ2面向下垫面的表面可设置一层银膜来提高反射率，面向太阳的表面可设置一层高吸收率涂层来降低二次反射对内部温度传感器探头4的影响。因此，反光板Ⅱ2可以有效阻挡来自下垫面反射的太阳辐射，能有效降低辐射误差，缓解温度传感器的二次辐射污染问题。
本实施例中，温度传感器探头4的个数与导流结构的个数一致，因此，温度传感器探头4至少为3个，即使有个别温度传感器探头4损坏，亦可保障温度测量的顺利进行，保障其测温的可靠性。
经实验验证，在相同环境条件下，本发明可将温度传感器探头辐射误差降低至0.05℃量级，而传统百叶箱和自然通风防辐射罩的辐射误差高达1℃量级，可见，本申请涉及的用于温度传感器阵列的通风装置降低了温度传感器探头的辐射误差。与传统的叶片式百叶箱和环片式防辐射罩相比，本发明涉及的通风装置体积较小、重量较小、可降低成本，结构相对简单，易于加工制造、维护安装和清洁，多个导流口的设计使得装置在有通风通道损坏或者堵住的情况下仍然能正常工作，装置的可靠性高。
本发明所述实例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于温度传感器阵列的通风装置，包括多个互相平行的支撑柱(6)，所述支撑柱(6)竖向设置；在多个支撑柱(6)的首尾两端分别固定有反光板Ⅰ(1)和反光板Ⅱ(2)；其特征在于：沿着支撑柱(6)的长度方向，在支撑柱(6)整体外套设有多个导流结构。
2.根据权利要求1所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述导流结构至少设有三个。
3.根据权利要求2所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述导流结构包括两个引流盘(3)，引流盘(3)的形状为上下开口的外凸类圆台形，且两个引流盘(3)呈对称设置。
4.根据权利要求3所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：两个引流盘(3)之间形成导流口，所述导流口的口径由内向外逐渐增大。
5.根据权利要求4所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述引流盘(3)的内壁涂有黑色涂层。
6.根据权利要求5所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：在导流口的中心处设有温度传感器探头(4)，所述温度传感器探头(4)由隔热杆(5)支撑，所述隔热杆(5)固定在支撑柱(6)上。
7.根据权利要求6所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述温度传感器探头(4)至少设有3个。
8.根据权利要求7所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述支撑柱(6)设有3个，3个支撑柱(6)之间的间距相等呈等边三角形分布。
9.根据权利要求8所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述反光板Ⅰ(1)为圆锥形的空心容器。
10.根据权利要求9所述的一种用于温度传感器阵列的通风装置，其特征在于：所述反光板Ⅱ(2)为上窄下宽的圆台形的空心容器。
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