基于凝结式的小型化测湿传感器技术研究

摘要

空气湿度是表示大气中水汽含量多少的物理量，是表征大气状态的基本参量。长期以来，由于湿度受气温、气压的影响较大，至今全温域、全量程下空气湿度的测量一直是大气探测领域一个世界性的难题。凝结式测湿仪器以其特有的探测原理，能够在全温度范围内准确测湿，但目前仅应用于湿度计量中作为测湿标准器，一直没有实现在地面气象观测中的业务化应用。本文利用显微成像方式、通过小型面阵CCD图像对小型镜面上的凝结物进行图像采集和识别的技术路线，应用显微成像、图像识别、嵌入式系统、自动控制等多项先进技术，研究解决了显微成像、镜面温度快速控制、凝结物识别和整机防护等关键技术后，成功研制出了小型化、低功耗和低成本的凝结式小型湿度传感器样机。通过与一级湿度标准器数字式高智能露点仪的同步观测测试，结果表明，二者相对湿度偏差在[-1.70，+0.31]%RH区间内，能够满足地面气象观测业务要求。