● 摘要
气候观测数据的精度以及探空资料质量水平的高低主要取决于大气压力、温度、湿度传感器的性能。气候观测综合计量检定系统用于各种传感器的性能评估,其主体部分包括饱和气体发生子系统,实验舱子系统以及综合控制与状态监测子系统,实际上是一个大型的湿度发生器,可以用于湿度的标定和实现温、压、湿多参数环境的模拟仿真,是提高我国探空水平的重要技术手段。本文基于双温双压法湿度发生理论,进行两级饱和器的设计验证与实验舱温、压、湿综合控制方法的研究。首先,详细介绍了综合计量检定系统的基本组成及研究意义,湿度的相关理论知识与湿度发生器的发展研究现状。深入分析双温双压法湿度发生原理及现有几种典型饱和器的优缺点,设计了一种能够快速产生大流量、宽温范围饱和湿气的两级饱和器。深入研究饱和器内部气液两相流的热质交换原理,建立两级饱和器的数学模型,通过仿真分析,验证了设计的可行性,并为实验舱的综合控制方法研究奠定了理论基础。其次,本文对现有的湿度测量不确定度评定方法进行改进,引入增强因子和饱和度等影响因素,建立了完整的评定模型,提高了湿度计量的准度,也为综合控制方法的研究提供了重要的参考依据。最后,对饱和器的工作区进行划分,分析实验舱温、压、湿综合控制的基本原则及策略选择与状态调节的影响因素,制定了较为完善的综合控制策略。
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