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露点型温湿度传感器研制成功

来源:中国气象报   发布时间:2018年11月27日10:11
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  中国气象报记者宛霞报道 11月6日,公益性行业(气象)科研专项“露点型温湿度传感器研制”项目在江苏南京通过验收。国防科技大学气象海洋学院项目团队采用铂电阻测量气温、通过凝结法测量空气湿度,在克服了凝结物检测识别、镜面温度快速控制等关键技术的基础上,实现了地面空气温度和湿度的准确测量,从原理上解决了以往基于凝结法的露点仪无法进行露霜识别及无法实现传感器小型化等问题。

  露点型温湿度传感器是集光学、电子、机械技术和图像处理理论于一体,自主创新的新型自动化温湿测量传感器。其设计满足稳定、清晰成像要求;大范围提升了镜面温度控制准确性和响应时间特性;研究了多特征融合的露霜图像识别技术,满足传感器在自然条件下,连续工作对镜面的检测和露霜的识别要求;小型化过程中产生的一系列问题得到有效解决。

  “为达到对镜面温度的快速、准确、实时控制,温控模块采用PID控制器的多级半导体制冷方式。”项目负责人、国防科技大学气象海洋学院高太长教授介绍,由于普通的PID调节存在振荡和调节速度慢的缺点,项目团队通过不断试验,采用与镜面温度相关联的可调整PID参数,在温控过程中根据镜面温度不断调整PID参数,使得反应速度和传感器稳定性得以兼顾。

  凝结物的准确检测识别是该设备设计的关键。项目团队放弃了传统的光电检测原理,通过采集凝结镜面图像,再根据露霜图像的差异和成熟的图像处理技术,对图像进行降噪处理,提取图像的边缘特征和纹理特征,并结合智能算法实现对镜面的检测和露霜识别。

  据悉,项目团队将研发成果在七个台站试用,连续记录动态试验期间气压、气温、湿度及风向风速的变化并记录主要天气现象,测试露点型温湿度传感器的各项性能,并与温湿标准器、自动气象站的性能进行比对。结果表明,该传感器工作稳定、易于维护,具有广泛的推广应用价值。

  (责任编辑:栾菲)

  

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