JP7007176B2 - ラジオゾンデに関連する方法およびシステム - Google Patents
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Description
・取得した補正湿度値は、直接ラジオゾンデで用いられるか、または補正湿度値を用いる地上局に通信される。
・湿度センサの温度は測定されるか、または大気温度から推測される。
・測定結果は地上局に送信され、受信した信号に対する相対湿度値の補正を地上局で行う。
・補正は以下の式に基づいて行われる。
相対湿度(RH)は測定された補正前の相対湿度(%)であり、
相対湿度_補正(RH_Correction)は圧力および温度誘導誤差の補正(%)であり、
Pは圧力(hPa)であり、
P0は正常な空気圧、つまり、1013.2(hPa)であり、
Tは推測または測定された湿度センサの温度(℃)であり、
cikおよびbiはポリマ固有パラメータであり、指数iおよびkは0から3であり、校正基準に対する測定から決定される。
・用いられるポリマの体積抵抗率は、1.0×106(Ohm/m)から1.0×1018(Ohm/m)の範囲である。
・用いられるポリマの相対誘電率は、2から6の範囲である。
・センサが相対湿度0(相対湿度%)から100(相対湿度%)までの段階的な変化にさらされるので、センサ容量の相対変化は5(%)から50(%)の範囲である。
・湿度センサの温度は、-100(℃)から50(℃)の範囲である。
・相対湿度の補正は、海抜15000(m)、16000(m)、17000(m)、18000(m)、19000(m)、20000(m)、25000(m)、または30000(m)より高い高度で実施される。
・相対湿度値の補正は、湿度の測定中に、またはその後の段階で、たとえば、アーカイブされたデータに基づいて実施される。
・補正因子(相対湿度_補正)は圧力、湿度センサの温度、および相対湿度のみの関数である。
相対湿度(RH)は測定された補正前の相対湿度(%)であり、
相対湿度_補正(RH_Correction)は圧力および温度誘導誤差の補正(%)であり、
Pは圧力(hPa)であり、
P0は正常な空気圧、つまり、1013.2(hPa)であり、
Tは推測または測定された湿度センサの温度(℃)であり、
cikおよびbiはポリマ固有パラメータであり、指数iおよびkは0から3であり、校正基準に対する測定から決定される。
本発明の少なくとも一部の実施形態は、ラジオゾンデおよび湿度測定方法において産業的に利用可能である。
Claims (25)
- ラジオゾンデに関連する方法であって、前記方法は、
-大気の相対湿度を、ポリマ絶縁体を有する蓄電器を備える湿度センサを使用して前記大気中の複数の異なる高度で測定することと、
-前記大気中の複数の異なる高度で圧力を測定すること、またはGPSまたは他の衛生誘導システムから取得する前記ラジオゾンデの高度から、前記圧力を推測することと、
-前記湿度センサの温度を測定または推測することと、
を含み、
-前記相対湿度の値(相対湿度)は補正因子に基づいて補正され(相対湿度_補正)、前記補正因子は前記圧力、前記湿度センサの温度、および前記相対湿度の関数であり、前記圧力が減少すると、前記補正された相対湿度の値も減少する、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、取得した補正湿度値(相対湿度_最終)を前記ラジオゾンデで直接用いるか、または前記取得した補正湿度値を用いる地上局に通信する、方法。
- 請求項1または2に記載の方法であって、前記湿度センサの温度は、大気温度から測定または推測される、方法。
- 請求項1~3のいずれか1つに記載の方法であって、測定結果は地上局に送信され、前記相対湿度(相対湿度)値の補正は、前記地上局で受信する信号に対して行われる、方法。
- 請求項1~4のいずれか1つに記載の方法であって、前記補正は以下の式に基づいて行われ、
RH_final=RH―RH_correction(P,T,RH) (式1) RH_correction(P,T,RH)=Σi=0 3pi×Σk=0 3cik×Tk×RHi (式2)
pi=bi×(P/P0)/(1+bi×(P/P0))-bi/(1+bi) (式3)
式中、
相対湿度(RH)は測定された補正前の相対湿度(%)であり、
相対湿度_補正(RH_Correction)は圧力および温度誘導誤差の補正(%)であり、
Pは圧力(hPa)であり、
P0は正常な空気圧、つまり、1013.2(hPa)であり、
Tは推測または測定された湿度センサの温度(℃)であり、
cikおよびbiはポリマ固有パラメータであり、指数iおよびkは0から3であり、校正基準に対する測定から決定される、方法。 - 請求項1~5のいずれか1つに記載の方法であって、用いられる前記ポリマの体積抵抗率は1.0×106(Ohm/m)から1.0×1018(Ohm/m)の範囲である、方法。
- 請求項1~6のいずれか1つに記載の方法であって、用いられる前記ポリマの相対誘電率は2から6の範囲である、方法。
- 請求項1~7のいずれか1つに記載の方法であって、前記センサは相対湿度0(相対湿度%)から100(相対湿度%)までの段階的な変化にさらされるので、前記センサ容量の相対変化は5(%)から50(%)の範囲である、方法。
- 請求項1~8のいずれか1つに記載の方法であって、前記湿度センサの温度は-100(℃)から50(℃)の範囲である、方法。
- 請求項1~9のいずれか1つに記載の方法であって、前記相対湿度の補正は、海抜15000(m)、16000(m)、17000(m)、18000(m)、19000(m)、20000(m)、25000(m)、または30000(m)より高い高度で実施される、方法。
- 請求項1~10のいずれか1つに記載の方法であって、前記相対湿度値の補正は、前記湿度の測定中に、またはその後の段階で、たとえば、アーカイブされたデータに基づいて実施される、方法。
- 請求項1~11のいずれか1つに記載の方法であって、前記補正因子(相対湿度_補正)は、前記圧力、前記湿度センサの温度、および前記相対湿度のみの関数である、方法。
- -ラジオゾンデと、地上局とを備えるシステムであって、前記ラジオゾンデは相対湿度を測定するための手段であるポリマ絶縁体を有する蓄電器を備え、
-前記ラジオゾンデは圧力を測定する手段を備え、または前記システムはGPSまたは他の衛星誘導システムから取得する前記ラジオゾンデの高度から、前記圧力を算出する手段を備え、
-前記システムは湿度センサの温度を測定または推測する手段を備え、
-前記システムは相対湿度値(相対湿度)を補正因子(相対湿度補正)に基づいて補正するように構成され、前記補正因子は前記圧力、前記湿度センサの温度、および前記相対湿度の関数であり、前記圧力が減少すると、前記湿度値も減少する、システム。 - 請求項13に記載のシステムであって、前記システムは、前記湿度センサの温度を大気温度から測定または推測するように構成される、システム。
- 請求項13または14に記載のシステムであって、前記ラジオゾンデは、測定結果または前記補正された相対湿度値または前記補正因子を前記地上局に送信する手段を備える、システム。
- 請求項13~15のいずれか1つに記載のシステムであって、前記ラジオゾンデおよび前記地上局の少なくとも1つは、一式のコンピュータ実施命令を記憶するコンピュータ可読媒体を備え、一式のコンピュータ実施命令によって、前記ラジオゾンデまたは前記地上局に関して、プロセッサは前記測定された相対湿度値(相対湿度)を補正する、システム。
- 請求項13~16のいずれか1つに記載のシステムであって、前記補正は以下の式に基づき、
RH_final=RH―RH_correction(P,T,RH) (式1) RH_correction(P,T,RH)=Σi=0 3pi×Σk=0 3cik×Tk×RHi (式2)
pi=bi×(P/P0)/(1+bi×(P/P0))-bi/(1+bi) (式3)
式中、
相対湿度(RH)は測定された補正前の相対湿度(%)であり、
相対湿度_補正(RH_Correction)は圧力および温度誘導誤差の補正(%)であり、
Pは圧力(hPa)であり、
P0は正常な空気圧、つまり、1013.2(hPa)であり、
Tは推測または測定された湿度センサの温度(℃)であり、
cikおよびbiはポリマ固有パラメータであり、指数iおよびkは0から3であり、校正基準に対する測定から決定される、システム。 - 請求項13~17のいずれか1つに記載のシステムであって、用いられる前記ポリマの体積抵抗率は1.0×106(Ohm/m)から1.0×1018(Ohm/m)の範囲である、システム。
- 請求項13~18のいずれか1つに記載のシステムであって、用いられる前記ポリマの相対誘電率は2から6の範囲である、システム。
- 請求項13~19のいずれか1つに記載のシステムであって、前記センサは相対湿度0(相対湿度%)から100(相対湿度%)までの段階的な変化にさらされるので、前記センサ容量の相対変化は5(%)から50(%)の範囲である、システム。
- 請求項13~20のいずれか1つに記載のシステムであって、前記システムは-100(℃)から50(℃)の温度の範囲、またはその一部の範囲で稼働するように構成される、システム。
- 一式のコンピュータ実施命令を記憶するコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実施命令によって、ラジオゾンデまたはラジオゾンデの地上局に関して、補正因子(相対湿度_補正)に基づいて、プロセッサはポリマ絶縁体を有する蓄電器を備えた湿度センサを使用して測定された相対湿度値(相対湿度)を補正し、前記補正因子は、圧力、湿度センサの温度、および相対湿度の関数であり、前記圧力が減少すると、前記補正された相対湿度値も減少する、コンピュータ可読媒体。
- 請求項22に記載のコンピュータ可読媒体であって、前記一式のコンピュータ実施命令は、取得した補正湿度値(相対湿度_最終位置)を、前記ラジオゾンデで直接用いるように、または前記補正湿度値を用いる前記地上局に通信するようにさせる、コンピュータ可読媒体。
- 請求項22または23に記載のコンピュータ可読媒体であって、前記補正は以下の式に基づき、
RH_final=RH―RH_correction(P,T,RH) (式1) RH_correction(P,T,RH)=Σi=0 3pi×Σk=0 3cik×Tk×RHi (式2)
pi=bi×(P/P0)/(1+bi×(P/P0))-bi/(1+bi) (式3)
式中、
相対湿度(RH)は測定された補正前の相対湿度(%)であり、
相対湿度_補正(RH_Correction)は圧力および温度誘導誤差の補正(%)であり、
Pは圧力(hPa)であり、
P0は正常な空気圧、つまり、1013.2(hPa)であり、
Tは推測または測定された湿度センサの温度(℃)であり、
cikおよびbiはポリマ固有パラメータであり、指数iおよびkは0から3であり、校正基準に対する測定から決定される、コンピュータ可読媒体。 - 請求項1~12の少なくとも1つに記載の方法を実施するように構成される、コンピュータプログラム。
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