基于數(shù)據(jù)融合降低氣溫測量輻射誤差的仿真分析與試驗研究

doi:10.12306/2020jms.0047

首頁 > 過刊瀏覽>2021年第41卷第3期 >404-409. DOI:10.12306/2020jms.0047

基于數(shù)據(jù)融合降低氣溫測量輻射誤差的仿真分析與試驗研究
DOI:
                        10.12306/2020jms.0047
                    
CSTR:
                        
                    
作者:
                        
                        
                    
作者單位:
作者簡介:
通訊作者:
中圖分類號:P412.11
基金項目:國家自然科學(xué)基金資助項目（41875035）；江蘇省高等學(xué)校自然科學(xué)研究項目（18KJB530011）；江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科Ⅱ期建設(shè)工程（PAPD-Ⅱ）

Simulation analysis and experimental study of reducing temperature measurement radiation error based on data fusion

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摘要:

地表氣溫上升速度約為0.1 ℃/（10 a），然而受太陽輻射影響，地面氣象站觀測到的氣溫會高于真實大氣溫度，存在1 ℃量級的輻射誤差。因此，本文提出了一種基于數(shù)據(jù)融合的鋁殼溫度傳感器設(shè)計。首先，利用流體動力學(xué)方法計算溫度傳感器在不同環(huán)境條件下的輻射誤差。其次，為獲得連續(xù)輻射誤差結(jié)果，利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對輻射誤差數(shù)值計算結(jié)果進行學(xué)習(xí)，形成誤差訂正方程。最后，將太陽輻射誤差訂正方程修正值與試驗結(jié)果進行對比。結(jié)果表明，基于數(shù)據(jù)融合的鋁殼溫度傳感器可將輻射誤差降至0.05 ℃以內(nèi)。

Abstract:

The magnitude of surface air temperature change is on the order of 0.1 ℃ per decade. However, current naturally ventilated radiation shields and screens may produce a radiation error that is on the order of 1 ℃ due to solar radiation effect. To improve the air temperature observation accuracy, the design of temperature sensor for aluminum shell based on data fusion was proposed. Firstly, a Computational Fluid Dynamics (CFD) method was implemented to obtain radiation errors of the low-error temperature sensor. Then, in order to obtain a radiation error correction equation, a neural net algorithm method was used to fit the CFD results. Finally, the corrected value of the solar radiation error correction equation was compared with the test results. A relatively accurate air temperature measurement result shows that radiation error would be declined to lower than 0.05 ℃ by this aluminum shell temperature sensor based on data fusion proposed in this research.

參考文獻

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引用本文

陳高穎,劉清惓,丁仁惠,楊杰,姜帆.基于數(shù)據(jù)融合降低氣溫測量輻射誤差的仿真分析與試驗研究.氣象科學(xué),2021,41(3):404-409 CHEN Gaoying, LIU Qingquan, DING Renhui, YANG Jie, JIANG Fan. Simulation analysis and experimental study of reducing temperature measurement radiation error based on data fusion. Journal of the Meteorological Sciences,2021,41(3):404-409

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收稿日期:2019-11-19
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在線發(fā)布日期: 2021-07-05
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