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微波湿度计,是风云三号卫星上的重要载荷,由中科院国家空间科学中心微波遥感技术院重点实验室承研。主要功能是探测全球大气湿度廓线及强降雨。
与国际同类星载遥感器相比,微波湿度计采用了多项创新性技术:
1、在国际上首次采用准光学技术实现150GHz极化分离;
2、扫描方式灵活,采用三种扫描模式,包括变速扫描、匀速扫描和固定角度,能够实现任意角度观测;
3、国内首创高带宽、高线性度接收机技术,为提高系统定标精度和定量化应用提供了技术保障;四是双探测频率采用双天线配置,为微波湿度计的探测功能扩展提供了技术手段。
2008年5月27日,风云三号气象卫星(FY-3A星)在太原卫星发射中心发射升空。"风云三号"卫星共搭载了11台有效载荷,中科院空间中心承担了其中3项有效载荷的研制工作,分别是由国家八六三计划微波遥感技术实验室研制的微波湿度计,及由空间环境探测研究室研制的空间环境监测器和紫外臭氧总量探测仪。
2008年,八、九、十月份中国东南沿海地区台风多发,微波湿度计成功地监测到了"海鸥"、"凤凰"、"森拉克"、"黑格比"、"蔷薇"等台风及热带气旋、强降雨对台湾及东南沿海的影响过程,为业务人员研究、预测及提高数值预报天气的准确性提供了有利依据,为北京奥运会的成功举办提供了有力的气象保障服务。
2009年下半年,也成功监测到"莲花"、"莫拉"、"巴玛"等台风的发生、发展及迁移过程,为中国东南沿海地区防灾减灾,避免巨大的生命及经济财产损失发挥了重大作用。
FY-3A星微波湿度计 微波湿度计是"风云三号"气象卫星的主载荷之一,工作频率包括183.31GHz和150GHz。其中183.31GHz是主频率,分为3个探测通道,工作在水汽吸收频段获取大气层不同高度的湿度分布;150GHz为辅助探测频率,双通道、双极化,用于修正主频率的数据并探测云中含水量和强降雨、卷云等。微波湿度计也是中国首台用于气象卫星探测大气湿度垂直分布的高频率毫米波辐射计。
机械式温湿度计检定规程
机械式温湿度计检定规程
毛发和某些合成纤维的长度随周围气体相对湿度而变:相对湿度越高,长度越大。利用这一原理可以制 成毛发湿度计。当合成纤维的长度随相对湿度的改变而发生变化时,便会通过机械传动机构改变指针的位置。这种湿度计结构简单,在气象测量方面应用很广。
这种湿度计的检测元件表面有一薄层氯化锂涂层,它能从周围气体中吸收水蒸汽而导电。周围气体相对湿度越高,氯化锂吸水率越大,因而两支电极间的电阻就越小。因此,通过电极的电流大小可反映出周围气体的相对湿度。这类湿度计在工业流程中应用很广。
通常的干湿球湿度计由两支处于邻近位置的、相同的玻璃温度计组成,其中一支的温包外面包有一个尼龙网套,网套的另一端浸在水中。由于毛细管作用,温包周围的网套始终保持湿润状态。网套表面水分蒸发时吸热则使网套温度降低。于是,这一支温度计(称为湿球温度计)所指示的温度,就比另一支不包网套的温度计(称为干球温度计)所指示的温度低。周围气体的相对湿度越低,网套蒸发水分的速度越快,因而温度降低的幅度越大。根据此温度差和干球温度,可从仪器所附的对照表中查出周围气体的相对湿度。这种湿度计结构简单,主要用于气象测量和室内空气湿度测量。
它的工作原理是:氧化铝薄膜能从周围气体中吸水而引起本身电容和电阻值的变化,变化的幅度用以表示周围气体的相对湿度。这种湿度计主要用于工业流程气体的湿度测量,可测相对湿度范围很宽。
湿度计由两只完全相同的温度计构成.其中一只温度计为干泡温度计,另一只为湿泡温度计.
微波的基本性质通常呈现为穿透、反射、吸收三个特性。例如:对于玻璃、塑料和瓷器,微波几乎是穿越而不被吸收。对于水和食物等就会吸收微波而使自身发热。而对金属类东西,则会反射微波。
从电子学和物理学观点来看,微波这段电磁频谱具有不同于其他波段的如下重要特点:
穿透性
微波比其它用于辐射加热的电磁波,如红外线、远红外线等波长更长,因此具有更好的穿透性。微波透入介质时,由于微波能与介质发生一定的相互作用,以微波频率2450兆赫兹,使介质的分子每秒产生24亿五千万次的振动,介质的分子间互相产生摩擦,引起的介质温度的升高,使介质材料内部、外部几乎同时加热升温,形成体热源状态,大大缩短了常规加热中的热传导时间,且在条件为介质损耗因数与介质温度呈负相关关系时,物料内外加热均匀一致。
选择性加热
物质吸收微波的能力,主要由其介质损耗因数来决定。介质损耗因数大的物质对微波的吸收能力就强,相反,介质损耗因数小的物质吸收微波的能力也弱。由于各物质的损耗因数存在差异,微波加热就表现出选择性加热的特点。物质不同,产生的热效果也不同。水分子属极性分子,介电常数较大,其介质损耗因数也很大,对微波具有强吸收能力。而蛋白质、碳水化合物等的介电常数相对较小,其对微波的吸收能力比水小得多。因此,对于食品来说,含水量的多少对微波加热效果影响很大。
热惯性小
微波对介质材料是瞬时加热升温,升温速度快。另一方面,微波的输出功率随时可调,介质温升可无惰性的随之改变,不存在“余热”现象,极有利于自动控制和连续化生产的需要。
似光性
微波波长很短,比地球上的一般物体(如飞机,舰船,汽车建筑物等)尺寸相对要小得多,或在同一量级上。使得微波的特点与几何光学相似,即所谓的似光性。因此使用微波工作,能使电路元件尺寸减小;使系统更加紧凑;可以制成体积小,波束窄方向性很强,增益很高的天线系统,接受来自地面或空间各种物体反射回来的微弱信号,从而确定物体方位和距离,分析目标特征。
由于微波波长与物体(实验室中无线设备)的尺寸有相同的量级,使得微波的特点又与较长的波相似,即所谓的似长波性。例如微波波导类似于无线电中的接收器;喇叭天线和缝隙天线类似于无线电中的发射器;微波谐振腔类似于无线电共振腔。
非电离性
微波的量子能量还不够大,不足与改变物质分子的内部结构或破坏分子之间的键(部分物质除外:如微波可对废弃橡胶进行再生,就是通过微波改变废弃橡胶的分子键)。再有物理学之道,分子原子核在外加电磁场的周期力作用下所呈现的许多共振现象都发生在微波范围,因而微波为探索物质的内部结构和基本特性提供了有效的研究手段。另一方面,利用这一特性,还可以制作许多微波器件。
信息性
由于微波频率很高,所以在不大的相对带宽下,其可用的频带很宽,可达数百甚至上千兆赫兹。这是低频无线电波无法比拟的。这意味着微波的信息容量大,所以现代多路通信系统,包括卫星通信系统,几乎无例外都是工作在微波波段。另外,微波信号还可以提供相位信息,极化信息,多普勒频率信息。这在目标检测,遥感目标特征分析等应用中十分重要。