一种空气动力学阻抗测定仪制造技术

一种空气动力学阻抗测定仪，包括称重计（１１）、蒸发皿（１２）、温度传感器（１３）、干温度传感器（１６）、湿温度传感器（１７）、数据采集器（１８），其中蒸发皿内填充吸水材料（１４），并注满水，吸水材料表面覆盖一层脱脂棉纱布（１５），并使脱脂棉纱布处于充分润湿状态；在脱脂棉纱布与吸水材料之间放置一支或多支温度传感器（１３），使温度传感器与脱脂棉纱布紧密接触；在蒸发皿上方设置干温度传感器（１６）和湿温度传感器（１７），所有温度传感器连接在数据采集器上（１８）；蒸发皿连同蒸发皿内的水和其他物体放置在称重计（１１）上。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量仪器，特别是空气动力学阻抗测定仪。
技术介绍
空气动力学阻抗ra是反映近地层空气层结的一个重要参数，被广泛应用在遥感蒸散模型和其他植被蒸腾模型中，通常的计算方法是建立在近地层风速廓线分布的基础之上，计算过程涉及零平面位移高度、粗糙度和空气稳定度函数等难以确定的地表湍流特征参数。现有技术不能很方便地直接计算出空气动力学阻抗ra。为了直接测定并计算空气动力学阻抗ra，利用彭曼(Penman)公式LE＝/ra式中L是水的汽化潜热，E是蒸发量，ρ是空气密度，Cp是空气定压比热，γ是干湿球常数，es(t0)是t0温度下的饱和水汽压，ez为高度z处的水汽压。通过制造出一个充分湿润的蒸发面(供水因子)，并在其表面精确的测量温度和蒸发量，同时在这一表面上方测定空气的温度、湿度，就可以利用上式直接反算出空气动力学阻抗ra。为进行上述测量，需要设计一种新的专用仪器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术难以直接测定空气动力学阻抗的缺陷，完成一种空气动力学阻抗测定仪，通过制造充分润湿的蒸发面，并精确测量其表面的温度和蒸发量，同时在蒸发面上方测定空气的温度、湿度，来计算出空气动力学阻抗。本专利技术的技术方案是空气动力学阻抗测定仪，包括称重计11、蒸发皿12、温度传感器13、干温度传感器16、湿温度传感器17、数据采集器18，其中蒸发皿内填充吸水材料14，并注满水，吸水材料表面覆盖一层脱脂棉纱布15，并使脱脂棉纱布处于充分润湿状态；在脱脂棉纱布与吸水材料之间放置一支或多支温度传感器13，使温度传感器与脱脂棉纱布紧密接触；在蒸发皿上方设置干温度传感器16和湿温度传感器17，所有温度传感器连接在数据采集器上18；蒸发皿连同蒸发皿内的水和其他物体放置在称重计11上。其中吸水材料14是海绵状泡沫塑料或其他能充分吸水的材料。在脱脂棉纱布与吸水材料之间通常可放置4支温度传感器，以便计算平均温度，但也可以是2支、3支、5支、6支以至更多数量的温度传感器。通常干、湿温度传感器位于蒸发皿上方2m左右，例如1.5m～2.5m的距离范围，但并不限于仅在此范围内。蒸发皿可以采用金属材料制成，特别是耐腐蚀的金属材料，也可以是其他材料的。蒸发皿的外部可以装有防风罩，以减少风速对测量精度的影响，防风罩与称重计之间可以装减震垫24。称重计可以是精密天平，例如量程为800g，误差小于10000分之一的精密天平；也可以采用质量传感器，或是其他可以精密测量质量变化的仪器。在干、湿温度传感器外可以装防辐射罩22，防辐射罩下方可挂一个装有水的水瓶23，通过纱布使湿温度传感器保持润湿，以便测出湿球温度。数据采集器18的信号范围为±0.25伏，数据采集器的A/D转换器是14位或14位以上，例如15位、16位、21位。还可以包括一个带有底座的支架25，将称重计11、蒸发皿12、温度传感器13安装在支架下半部分的横杆上，干温度传感器16、湿温度传感器17安装在支架上半部分的横杆上，数据采集器18安装在支架的立柱上。使整台测定仪使用更方便。本专利技术的有益效果是能通过测量充分润湿表面的温度和蒸发量，以及蒸发面上方空气的温度、湿度，来计算出空气动力学阻抗。使过去无法直接测定的空气动力学阻抗有了测量手段。附图说明图1是空气动力学阻抗测定仪的组装图。图2是蒸发皿的局部俯视图。具体实施例方式以下描述仅表示本专利技术的一种具体实施方式，只是为了进一步对本专利技术进行说明，而并不对本专利技术进行限制。空气动力学阻抗测定仪，包括质量传感器、蒸发皿、温度传感器、干湿温度传感器、数据采集器，各部件固定在一个带底座的支架上。其中金属蒸发皿直径15cm，深5cm，蒸发皿内填充厚度为4.8cm的海绵状泡沫塑料作为吸水材料，并注满水，吸水材料表面覆盖薄薄的一层脱脂棉纱布，并使脱脂棉纱布处于充分润湿状态；在脱脂棉纱布与吸水材料之间放置4支玻璃铂金电阻温度传感器，使温度传感器与脱脂棉纱布紧密接触；在蒸发皿上方2m处设置一个防辐射罩，罩内装有干温度传感器和湿温度传感器，干、湿温度传感器都是玻璃铂金电阻温度传感器，防辐射罩下方挂一个装有水的水瓶，通过纱布使湿温度传感器保持润湿。所有温度传感器通过导线连接在数据采集器上；数据采集器的信号范围为±0.25伏，数据采集器的A/D转换器是14位。蒸发皿连同其中的水和其他物体放置在质量传感器上，蒸发皿的外部装有一个防风罩，以减少风速对测量精度的影响，防风罩与称重计之间装有减震垫。权利要求1.一种空气动力学阻抗测定仪，包括称重计(11)、蒸发皿(12)、温度传感器(13)、干温度传感器(16)、湿温度传感器(17)、数据采集器(18)，其中蒸发皿内填充吸水材料(14)，并注满水，吸水材料表面覆盖一层脱脂棉纱布(15)，并使脱脂棉纱布处于充分润湿状态；在脱脂棉纱布与吸水材料之间放置一支或多支温度传感器(13)，使温度传感器与脱脂棉纱布紧密接触；在蒸发皿上方设置干温度传感器(16)和湿温度传感器(17)，所有温度传感器连接在数据采集器上(18)；蒸发皿连同蒸发皿内的水和其他物体放置在称重计(11)上。2.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的吸水材料(14)是海绵状泡沫塑料，在其表面覆盖一层脱脂棉纱布(15)。3.据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是在脱脂棉纱布(15)与吸水材料(14)之间放置4支温度传感器(13)。4.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是干温度传感器(16)和湿温度传感器(17)位于蒸发皿上方1.5m～2.5m的距离范围。5.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的蒸发皿(12)为金属材料制成。6.根据权利要求5所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的金属材料是耐腐蚀的金属。7.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的称重计(11)是精密天平或质量传感器。8.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的蒸发皿(11)的外部装有防风罩(21)，防风罩与称重计之间装减震垫(24)。9.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是所述的干、湿温度传感器外装有防辐射罩(22)，防辐射罩下方挂一个装有水的水瓶(23)，通过纱布使湿温度传感器保持润湿。10.根据权利要求1所述的空气动力学阻抗测定仪，其特征是还包括一个带有底座的支架(25)，称重计(11)、蒸发皿(12)、温度传感器(13)安装在支架下半部分的横杆上，干温度传感器(16)、湿温度传感器(17)安装在支架上半部分的横杆上，数据采集器(18)安装在支架的立柱上。全文摘要本专利技术提供了一种空气动力学阻抗测定仪，涉及一种测定空气动力学阻抗的仪器。通过测量蒸发皿内充分润湿表面的温度和蒸发量，以及蒸发面上方空气的温度、湿度，来计算出空气动力学阻抗。本专利技术包括称重计、温度传感器、干湿温度传感器、数据采集器，填充吸水材料蒸发皿内注满水，表面覆盖一层充分润湿的脱脂棉纱布，下面放置若干支温度传感器；在蒸发皿上方设置干湿温度传感器，所有温度传感器连接在数据采集器上；蒸发皿连同其中的水和其他物体放置在称重计上，蒸发皿的外部装有防风罩。本专利技术用于地气交换和地表通量的反演等研究领域。文档编号G01N13/00GK15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓敏，张仁华，朱治林，唐新斋，
申请(专利权)人：中国科学院地理科学与资源研究所，
类型：发明
国别省市：