微波湿度测试系统
CEM 微波(MARS )与分析处理技术
3. 将排气管放入通风厨。 注意：MARS 的排气量为 5.8 m3/min
MARS 必须连接到能提供足够电流的插座上，选择相应的电源开关。
打印设置
MARS 可以连接 IBM、Epson、Epson Color、Canon color 和 Citizen Color 打印机。 1. 参考打印机手册连接打印机和 MARS。 2. 连接打印机和 AC 电源。 3. 参考“系统设置”设置打印机。
CEM方法 US EPA方法 功率测试方法 QC方法 样品方法
仪器注意事项
仪器设置 设置菜单 系统变量 压力单位 溶剂传感器 ReactiGuard 按键提示音 EST－300 通用压力传感器 风扇控制 TempGuard TempGuard限 冷却时间
3
屏幕保护时间 时间设置 传感器选择 压力传感器 压力传感器清零 温度传感器 打印设置 串口设置 信息 服务信息 传感器信息 系统历史记录 语言
排气系统
MARS 配备排气管来排除腔体内的腐蚀性和有害气体。排气量为 5.8m3/min
12
进/出接口（选 项）
在仪器右边有两个进/出口。用于安装外接选项的压力和温度控制系统。
不要将金属物放入到进/出口中，也不要修改口径设计， 否则会导致严重的微波泄漏造成不可预知的危险。
压力控制系统 ESP－1500plus（压电传感器）是 MARS 压力控制系统，可以实时检测 （选件一） 反应罐中压力状态。压力传感器拆卸方便。
7
安装条件 工具 安装地点
开箱 附件
MARS 应该安装在实验室中靠近通风厨或者其他通风的工作台面上
扳手 手套 防护眼镜 安装地点选择：
提供一处两侧空余 20cm、后部空余 15cm 的实验台，实验台面尺寸 至少 100cm×80cm。
微波实验指导(终)
实验一 系统设备简介、频率测量一、 实验目的：1通过实验使得学生熟悉、了解实验所用设备及附件的性能、用途等。
2 掌握用频率计测量频率的方法。
二、 实验所用设备及方框图（设备详细介绍见附录2）本实验所用设备及附件为YM1123信号发生器；YM3892选频放大器；波导/同轴转换器；PX16频率计；晶体检波器，其连接方框图如下：图 1三、频率测量的实验步骤：1按方框图连接好实验系统。
2 检查实验系统准确无误后，打开选频放大器，将增益开关置于40~60分贝档。
3 打开信号发生器，圆盘刻度置于100档，重复频率量程置于100处，设备右上角←、→置于档，这时即有了输出，输出功率的大小用衰减旋纽调节。
4 观察选频放大器，若指示太小，调节晶体检波器和选频放大器增益调节，原则上使选频放大器指针指示在满刻度的4/5上，调节频率计，找到频率计的吸收峰值，观察这时频率计的刻度值，此值即为所测的频率值。
5 关闭设备，整理好附件。
6 数据整理，写出实验报告。
实验二 波导波长的测量一、 实验目的1 掌握使用“中值法”测量最小值的方法。
2 掌握波导波长的测量方法。
3 熟练掌握微波成套设备的使用。
二、 实验原理波导波长是用驻波测量线进行测量的，驻波测量线可测出波导中心电场纵轴的分布情况，在矩形波导中：g λ=（1）其中c λ为截止波长，0λ为自由空间波长。
'''2222(()/2g D D D λ==+cλ=对截止波长：m=1,n=0; 2c a λ=我们知道相邻两个电场的最小点（或最大点）间的距离为半个波长。
如图所示：EE 121221E图 2测量波导波长时，利用测量线决定相邻两个电场的最小点（或最大点），就可以计算出波导波长g λ。
测量波导波长时，由于电场的最小值的变化比最大值尖锐，因此往往采用测量两个电场最小值的位置来计算，即：212()g D D λ=- （2）为了测量电场最小值的位置，常常采用中值读数法，具体方法为在最小值附近找出极小值，例如找到'1D 和''1D 来确定1D 的位置，找到''2D 和'2D 来确定2D 的位置，公式为 '''111()/2D D D =+ （3）'''222()/2D D D =+ （4） 三、 实验原理框图图 3四、 实验步骤：1 按方框图连接设备极其附件。
微波的技术实验指导书(二)
实验一三厘米波导测量系统一、系统结构框图图1-1 三厘米波导测量系统备注：三厘米隔离器用在精密测量中，而在一般测量中可以不加，因为在YM1123中有一个隔离器。
本章后续的六个实验均是基于该结构展开的，下面将对结构中的仪器进行一一介绍。
二、仪器、器件介绍本套系统主要用于测量微波在波导中传输时的一些基本参数，如波导波长、反射系数、阻抗及功率等。
主要用到的仪器为：YM1123微波信号发生器、波导测量线、小功率计、频率计、选频放大器、波导功率探头以及各种波导元件。
下面分别进行介绍：（一）YM1123微波信号发生器YM1123微波信号发生器是一款固态信号源，主要基于某些半导体材料（如砷化镓）的体效应来实现振荡的，具有功率大、稳定可靠等特性。
整体结构由高频部分、调制器部分、功率显示部分（对100uW的功率作相对指示）、频率显示部分及衰减显示部分、工作状态控制部分、电源部分六大件组成，其中高频部分负责产生7.5GH z～12.4GHz的微波信号，调制部分负责产生一系列脉冲信号，采用PIN调制器来实现微波信号的脉冲幅度调制。
其面板调节控制机构如下所示：1. 面板调节控制机构（1）电源开关位置。
（2）工作状态开关：按移动键可改变工作状态，指示灯也相应改变。
工作状态有：等幅（=，用于测量校准衰减器在100uW时0dB定标）、内调制（分方波和脉冲两种）、外调制（外输入脉冲信号，具有极性变换功能）及外整步。
（3）“调谐”旋钮调节可改变输出频率。
（4）“调零”旋钮调节可改变电表电气调零。
（5）“衰减调节”旋钮可控制输出功率大小。
反时针调节，信号输出增大，衰减显示减小；顺时针调节，信号输出减小，衰减显示增大。
（6）“衰减调零”为100uW基准0dB校准。
（7）“×1、×10”开关：调制信号重复频率开关。
（8）“重复频率”旋钮调节可改变调制信号重复频率。
（9）“脉宽”旋钮调节可改变调制信号脉冲宽度。
（10）“延迟”旋钮调节可改变调制信号脉冲延迟时间。
风云三号卫星先进微波大气探测仪系统设计与研制
【 收稿 日期】 ２ ０ １ ３ ． ０ ３ — １ ５
【 作者简介】 张升伟 （ １ ９ ６ ３ 一） ， 男， 山东 昌邑市人 ， 研究员 ， 主要研究方 向为微波辐射计 系统与应用研究 ； Ｅ ． ｍ ａ ｉ ｌ
２ ０ １ ３ 年第 １ ５ 卷第 ７ 期 ８１
３ ＧＨ ｚ和 １ ８ ３ ． ３ １ ＋ ７ Ｇ Ｈｚ 。微 波 湿 度 计 在 ２ ０ ０ ８ 年 成
Ｎ Ｏ Ａ Ａ系列极轨气象卫 星的先进微 波湿度探测单
元（ ＡＭＳ ｕ — Ｂ） ， 频率为 ８ ９ Ｇ Ｈｚ （ 垂直 极化 ） 、 １ ５ ０ Ｇ Ｈｚ （ 垂直极化 ） 和ｌ ８ ３ ． ３ ｌ Ｇ Ｈｚ （ 水平极化 ， 三通道 ） ； 从
２ ０ ０ ５ 年５ 月发射 的Ｎ Ｏ Ａ Ａ一 １ ８ 开始 ， Ａ ＭＳ Ｕ — Ｂ被微 波湿度探测仪（ ＭＨｓ ） 代替 ， 仍然包括 ５ 个探测通道 ，
但１ ５ ０ ＧＨ ｚ 通道频率改为 １ ５ ７ Ｇ Ｈｚ， １ ８ ３ ＿ ３ １ ＋ ７ ＧＨ ｚ
功监测到“ 凤凰” 、 “ 海鸥” 、 “ 森拉克 ” 等 台风 和热带 气旋 的生成 、 发展 与消失 的过 程 ， 为提 高天气预 报 准确 度提 供技 术 帮助 。Ｆ Ｙ － ３ Ｂ卫 星于 ２ ０ １ ０ 年 １ １ 月ｌ １日 发射 ， Ａ星与 Ｂ星联合运行 ， 在时间上提 高了观测效率 ， 更有利于对短 时灾害性天气现象 的 监测与预报。
道） 的基 础上 ， 探 测频率 和通道设置为 ８ ９ ＧＨ ｚ （ 垂直极 化 ） 、 １ １ ８ ． ７ ５ Ｇ Ｈｚ （ 水平极化 ， 八通道 ） 、 １ ５ ０ Ｇ Ｈｚ （ 垂直极 化） 、 １ ８ ３ ＿ ３ １ Ｇ Ｈ ｚ （ 水平极化 ， 五通道 ） ， 仍采用垂直 于飞行方向的交轨扫描方式 ， 科 学 目标是 探测全球大气温度 和湿度 的垂直分 布 、 降雨等 。本文介 绍 了微波 湿度计一 Ｉ Ｉ 的系统设计 与构成 ， 描述 了微波湿 度计 一 Ｉ Ｉ 的性 能指 标要求 。测试结果表 明 ， 性能指标满足设计要求 。 【 关键词】 风云三号 （ Ｆ Ｙ ＿ ３ ） 卫星 ； 先进微波大气探测仪 ； 交轨扫描 ； 大气温度 ； 湿度 ［ 中图分类号】 Ｐ ２ ４ 【 文献标识码】 Ａ 【 文章 编号】 １ ０ ０ ９ — １ ７ ４ ２ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ８ １ — ０ ７
基于国产单片机STC8G控制的微量水分测量系统设计
基于国产单片机STC8G控制的微量水分测量系统设计目录一、内容概括 (2)1.1 研究背景与动机 (3)1.2 文献综述 (4)1.3 本文研究内容及结构安排 (6)二、相关理论 (6)2.1 水分测量的相关理论 (7)2.2 STC8G单片机的工作原理和特点 (8)2.3 数据采集与处理的基础知识 (10)三、系统设计与实现 (11)3.1 系统整体设计 (13)3.1.1 系统目标与要求 (14)3.1.2 系统功能模块概述 (15)3.2 硬件设计 (16)3.2.1 传感器选择与配置 (20)3.2.2 电源与电路设计 (21)3.2.3 单片机外围接口设计 (23)3.3 软件设计 (24)3.3.1 程序设计思路 (25)3.3.2 主程序流程图 (26)3.3.3 子程序模块功能实现 (27)四、实验与结果 (28)4.1 实验环境搭建 (30)4.2 实验数据采集与分析 (31)4.2.1 数据采集过程 (32)4.2.2 数据分析方法与结果 (34)五、讨论与改进建议 (36)5.1 设计结果讨论 (37)5.2 实验中遇到的问题与解决策略 (38)5.3 系统未来改进方向 (39)六、结论 (40)6.1 本研究的总结 (40)6.2 研究的意义与贡献 (41)6.3 展望与未来工作 (43)一、内容概括本文档旨在介绍基于国产单片机STC8G的微量水分测量系统的设计与实现。
本系统利用先进的水分传感器技术，采用STC8G单片机作为核心处理单元，实现对被测样本中微量水分含量的精确测量。
全文将从系统简介、硬件设计、软件算法和系统测试四个部分进行详细阐述。
系统简介：将概述微量水分测量的需求背景，以及本文旨在构建的测量系统的功能特点与预期性能参数。
硬件设计：将描述整个硬件系统的组成和各单元模块的功能。
重点放在如何选用和集成合适的传感器、信号调理电路、数据转换接口和STC8G单片机等核心组成部分，以及如何设计儿童系统电源与外壳保护，确保系统稳定、可靠、易于使用。
微波暗室主流技术参数
微波暗室主流技术参数微波暗室作为一种用于测试和测量微波器件和系统的实验室设备，其主要功能是提供一个低反射、低漏射、低杂散射的环境，以确保测试结果的准确性和可靠性。
下面将介绍微波暗室的主要技术参数。
1. 隔离度：微波暗室的隔离度是指暗室内部与外部环境之间的电磁波的隔离效果。
一般来说，隔离度越高，暗室内部的电磁波干扰越小，测试结果越准确。
微波暗室的隔离度可以通过测量其反射系数和透射系数来评估，通常要求反射系数小于-80dB，透射系数小于-60dB。
2. 频率范围：微波暗室的频率范围是指其能够有效工作的频率范围。
不同的微波暗室有不同的频率范围，一般从几十兆赫兹到几十千兆赫兹不等。
在选择微波暗室时，需要根据实际需求选择适合的频率范围。
3. 尺寸：微波暗室的尺寸是指其内部空间的大小。
尺寸越大，暗室内部可以容纳的测试设备和样品越多，测试的灵活性和多样性也越高。
尺寸一般以立方米为单位进行描述，常见的微波暗室尺寸有0.5立方米、1立方米、2立方米等。
4. 冷却方式：微波暗室内部设备和样品在测试过程中会产生热量，需要进行冷却。
常见的冷却方式有自然风冷和强制风冷两种。
自然风冷是指通过自然对流进行散热，简单可靠但散热效果较差；强制风冷是指通过风扇或风冷装置进行强制冷却，散热效果好但噪音较大。
5. 规格：微波暗室的规格是指其外部结构和设计特点。
常见的规格包括单层暗室、双层暗室和迷宫暗室等。
单层暗室是一种常见的结构，具有较好的隔离效果和较低的成本；双层暗室是在单层暗室的基础上增加了一层反射板，可以提高隔离度；迷宫暗室是一种复杂的结构，具有更高的隔离度和更好的均匀性。
6. 材料：微波暗室的材料是指其外壳和内部结构所采用的材料。
常见的材料有金属材料（如铝、铜、钢等）和吸波材料（如吸波涂料、吸波棉等）。
金属材料具有良好的导电性和屏蔽性能，能够有效抑制外界电磁波的进入；吸波材料能够吸收入射电磁波的能量，减少反射和杂散射。
7. 环境要求：微波暗室在使用过程中需要满足一定的环境要求，以确保测试结果的准确性。
基于温湿度监控系统毕业设计毕业论文[管理资料]
![基于温湿度监控系统毕业设计毕业论文[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/0b50ed75ec3a87c24128c44b.png)
摘要温湿度监控是人们对居室要求的重要指标之一，也是影响人体健康的重要因素之一。
为了保证对温湿度良好的监测和控制，本文采用数字式温湿度传感器SHTll来设计居室温湿度监测系统，以达到简化软硬件系统设计，提高测量精度的目的。
首先介绍了SHTll的结构特点、接口电路，以及温湿度测量系统的软硬件设计方案，最后基于AT89C51单片机和光电耦合器设计了电路简洁、大大节省I/O口资源的居室温湿度监控系统，保证了由AT89C51单片机输出的弱电来控制外围的强电电路，本设计不仅仅只是在原理上可行，而且在实际运用中也了能实现对人们居室温湿度的精确测量与控制，该电路简单且工作稳定，集成度高，操作方便、灵活，对满足人们居室环境的要求具有一定的实用价值和意义。
关键字：AT89C51单片机，SHT11，LM016L，光电耦合器ABSTRACTThe temperature and humidity control to the requirements of the bedroom is people important indexes, and also one of the important factors affect human health of one. In order to guarantee to the temperature and humidity good monitoring and control, this paper using digital temperature and humidity sensors to design SHTll bedroom temperature and humidity monitoring system, in order to achieve the simplified the hardware and software system design, improve the accuracy of measurement purposes. First introduced the structure characteristics of the SHTll, interface circuit, and the temperature and humidity measurement system hardware and software design scheme, then based on AT89C51 single-chip microcomputer and photoelectric coupling control circuit design the simple circuit, save the I/O mouth of temperature and humidity control system resources bedroom, ensure the electricity output by AT89C51 single-chip microcomputer to control in the outer reaches of the high voltage circuit, this design is not just in principle on feasible, but also in the practical application of the bedroom can realize to people the precise measurement of the temperature and humidity and control, the circuit is simple and stable operation, high level of integration, convenient operation, flexible, to meet the requirements of the people bedroom environment has certain practical value and meaning. Keywords：AT98C51,SHT11,LM016L ,Photoelectric coupled circuit目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1绪言 (3) (3) (3) (5)2 系统设计方案的研究 (6) (6) (7)3 硬件的设计89C51芯片 (7)SHT11传感器 (8)LCD LM016L显示模块 (10) (11)4 软件系统与实现 (12)P ROTEUS简介 (18)C语言介绍 (18)K EIL 软件介绍 (19)仿真结果 (19) (19) (19) (20)5 总结与展望 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录 (24)1 绪言改革开放以来，人们对生活质量要求显著提高，对自己居室的环境要求也越来越高，这对以从事居室装修工人来说是一个机遇，同时也是一个挑战，而基于单片机的温湿度控制系统对解决这个问题有着非常重大的意义。
微波系统工程方案
微波系统工程方案一、项目概述微波系统工程是指利用微波技术进行通信、雷达、导航、遥感等方面的在系统集成、设计和应用。
本方案将针对微波系统工程的设计和建设展开详细的描述和规划。
二、项目背景随着科技的不断进步和社会的快速发展，微波技术在通信、雷达、导航、遥感等领域的应用变得越来越广泛。
而微波系统作为微波技术的集成和应用，对于解决系统的高频通信、高精度定位、高分辨率探测等问题起着至关重要的作用。
因此，微波系统工程的建设和发展对于实现科技创新、提升生产效率、改善人民生活等方面都具有重要意义。
三、项目目标本项目旨在建设和完善微波系统工程，实现对于微波技术的有效集成和应用，提高通信、雷达、导航、遥感等领域的技术水平和应用价值。
具体目标如下：1.设计和建设一套完整的微波系统工程，涵盖通信、雷达、导航、遥感等多个领域的应用需求。
2.提高微波系统的集成度和系统性能，实现多功能、高效率、经济性的设计和应用。
3.加强对于微波技术的研发和创新，推动微波工程技术的向前发展。
4.提升微波系统工程的科技含量和工程质量，实现对于实际应用需求的有效支持和服务。
四、项目内容1. 微波系统设计：包括对于微波器件、射频电路、天线系统、微波集成电路等方面的设计和优化。
2. 微波系统集成：对于微波系统各个模块进行集成和优化，实现系统的整体性能和稳定性。
3. 微波系统应用：将设计和集成的微波系统应用到通信、雷达、导航、遥感等多个领域的实际应用中。
4. 微波系统测试：对设计和集成的微波系统进行性能测试和验证，确保系统能够满足实际需求。
五、工程方案1. 微波系统设计在微波系统设计过程中，需要对器件、电路、系统等多个方面进行设计和优化。
具体工作如下：(1) 微波器件设计：对微波放大器、微波滤波器、微波混频器等器件进行设计和优化，提高器件的性能和可靠性。
(2) 微波电路设计：对微波功率放大器、微波频率合成器、微波混频器、微波调制器等电路进行设计和优化，实现高效、稳定和低损耗的电路设计。
毕业设计__粮食进仓湿度自动检测系统设计
1 绪论1.1 课题的背景为保护农民种粮积极性，进一步促进粮食生产发展，经国务院批准，决定从新粮上市起适当提高主产区2012年生产的稻谷最低收购价格。
每50公斤早籼稻（三等，下同）、中晚籼稻、粳稻最低收购价格分别提高到120元、125元、140元，比2011年分别提高18元、18元、12元。
早籼稻播种在即，各地要做好宣传工作，以调动农民种粮积极性，促进粮食生产稳定发展。
粮食的增产增收，给粮食的收购部门带来了压力，也给粮食的储存带来挑战。
粮食储存质量的高低和进仓前的质量有很大的关系，所以必须控制进仓的粮食质量。
本文是利用湿度传感器和单片机对进仓粮食湿度进行检测，并根据分析结果报警和控制运输电机，阻止超过标定湿度的粮食进仓，避免粮食霉变。
1.2 粮食进仓湿度自动检测系统研究的意义我国目前有数千座不同类型的粮食仓库, 它们分布在不同的气候区内，不同湿度的粮食，在多变的气候条件和温湿度变化会受到不同程度的霉变[1]。
以前的经济和科技水平有限，所以我国粮食的存储环境很差，管理落后。
因此研制能够可靠的检测进仓储前粮食的湿度，并对湿度进行预测分析和报警以阻止高湿度的粮食进仓，对避免霉变有重要意义[2]。
1.3 粮食进仓湿度自动检测系统的发展状况湿度就是指空气中湿气的含量。
有绝对湿度和相对湿度之分，空气湿度是用来表示空气中的水汽含量多少或空气潮湿程度的物理量。
通常指的是相对湿度，它是指实际空气的湿度与在同一温度下达到饱和状况时的湿度之比值，绝对湿度是指每单位容积的气体所含水分的重量，一般用 mg/L 作指标。
（本文所指的湿度均为相对湿度）湿度测量从原理上划分有二、三十种之多。
但湿度测量始终是世界计量领域中著名的难题之一。
一个看似简单的量值，深究起来，涉及相当复杂的物理—化学理论分析和计算，初涉者可能会忽略在湿度测量中必需注意的许多因素，从而影响传感器的合理使用。
粮食是国家发展的命脉，粮食进仓时的湿度对粮食的长期存储是否可行起着决定性的作用。
常用湿度计量名词术语
湿度与水分计量名词术语及定义1. 范围本规范规定了有关湿度计量的常用术语和定义。
2. 有关湿度计量的术语2.1 水蒸气（Water vapour）亦称水汽。
水的气态，由水气化或冰升华而成。
2.2 湿度（Humidity）气体中水蒸气的含量。
2.3 水分（Moisture）液体或固体中水的含量。
2.4 干气(Dry gas )不含水蒸气的气体。
注：绝对不含水蒸气的干气是不存在的，所谓干气仅仅是相对的。
2.5 干空气（Dry air）不含水蒸气的空气。
2.6 湿气（Wet gas）干气和水蒸气组成的混合物。
2.7 湿空气（Wet air）干空气和水蒸气组成的混合物。
2.8 饱和湿气（Saturated gas）在一定温度下相对湿度为100%的湿气。
注：一定温度下的饱和湿气，露点值等于该温度值。
2.9 水蒸汽的吸收（Absorption of water vapour ）水分子通过渗透原理进入到物体的内部。
2.10 水蒸汽的吸附（Adsorption of water vapour ）水分子附着在物体的表面。
2.11水蒸汽的脱附（Desorption of water vapour ）水分子脱离物体表面或物体内部的过程，这是与水蒸汽的吸收或吸附相反的过程。
2.12 干燥剂（Desiccant ）用于吸收水蒸气的物质，一般分为物理吸收和化学吸收两种。
2.13 饱和器（Saturator ）能够使干气变为饱和湿气的装置。
注：温度在0℃以上时称为水饱和器，在0℃以下时称为冰饱和器。
2.14 质量混合比（Mixing ratio ）湿气中水蒸气的质量与干气的质量之比，亦称混合比。
注：湿度基准—重法湿度计，就是根据质量混合比的定义建立的。
av m m r（kg •kg -1）2.15 绝对湿度（Absolute humidity ）单位体积湿气中水蒸气的质量。
Vm d v v = （kg •m -3）2.16 相对湿度(Relative humidity ）湿气中水蒸气的摩尔分数与相同温度和压力条件下饱和水蒸气的摩尔分数之百分比，或者湿气中水蒸气的分压值与相同温度下饱和水蒸气压的比值。
基于单片机的温湿度检测系统硬件设计
As people's living and production levels continue to improve,Living environment and production environment for the requirements of most importance to people.Temperature and humidity control is a typical example, the temperature and humidity detection system came into being of modern production and life of a smart, fast, convenient and reliable detection systems, particularly in the industrial production will occur if the test was not precise Many industrial accidents.Such as chemical production in the detection of improper temperature can cause reduced productivity and product quality decline. And now the temperature and humidity detection system used is usually an accuracy of0.1℃or1℃mercury, kerosene or alcohol thermometer for temperature measurement and the use of traditional methods of physical analog humidity testing. The total scale of temperature and humidity testing is usually very close intervals, not easy to accurately distinguish, reading difficulties, and their relatively large heat capacity, the time required to reach thermal equilibrium longer, making it difficult to read accurate, and very inconvenient to use.
烟气湿度仪原理
烟气湿度仪原理
烟气湿度仪是一种用来测量烟气中湿度的仪器。
它的工作原理基于湿度传感器的应用。
湿度传感器是这种仪器的核心部件，它通常采用电容式或电阻式传感器。
电容式传感器利用介质（例如聚合物）的吸湿性质来测量湿度。
当介质吸湿时，介质的电容会产生变化，进而可以通过测量电容变化来确定烟气中的湿度。
电阻式传感器则是利用电阻与湿度之间的关系来测量湿度。
当湿度增加时，传感器表面的电阻会发生变化，通过测量电阻的变化可以获得湿度信息。
烟气湿度仪通过将烟气导入传感器中进行测量。
在测量之前，需要将烟气冷却至温度范围内，以防止传感器受到热的影响。
当烟气通过传感器时，传感器会感知到烟气中的水分，并将其转化为电信号。
该电信号经过放大和处理后，可以转化为湿度值，用于显示或其他数据处理。
除了湿度传感器，烟气湿度仪还可能包含其他组件，如温度传感器和显示屏等。
温度传感器可以测量烟气的温度，并与湿度值一起显示，以提供更全面的信息。
显示屏可以用于直接显示湿度值，方便操作和读取。
总的来说，烟气湿度仪通过湿度传感器来测量烟气中的湿度。
传感器将烟气中的水分转化为电信号，并经过处理后得到湿度值。
这些仪器可以在燃煤和燃气等热工领域中应用，以帮助监测和控制烟气的湿度。
AV6518微波密度检测仪
（8）
据（7）（8）可确定被测样品的损耗因子εr”，从而得到完整的时谐场中的介电常 数的实部与虚部，据式（3）即可得到所测的湿度。
3、谐振特性
图2 微波谐振腔的幅、频特性 从测量原理及谐振腔的设计原理，在一定的结构尺寸固定的情况下，其测量特征 直接反映为两个主要参数，即被测样品通过谐振腔时引起的谐振频率的偏移和谐振幅 度的变化 。
图3 微波密度检测仪测量实现框图
2、工作过程
上电 重量控制系统
配置与初始化
信号输出 查找重量范围
硬件检测 温度检测与控制
实时测量
信号转换
图4 整机工作过程
该设备的工作过程如图4所示。当设备通电以后，程序启动对检测仪系统进行配置和初始化。 然后检测各硬件电路，查找重量范围，检测各路的温度设置并进行恒温控制，同时进入实 时测量。对检波后的特征信号进行相应的处理与运算，得出烟支重量，经信号转换后提供 给重量控制系统（SRM）。
3.2 将校准偏差设为30mg，进行校准取样，每组50支。对设定轨道单支烟称
重，计算其平均重量的偏差应在±6mg之内，标准偏差应在10 mg之内。 3.3 将校准偏差设为-30mg，进行校准取样，每组50支。对设定轨道单支 烟称重，计算其平均重量的偏差应在±6mg之内，标准偏差应在10 mg之 内。
原来的斜率＝新的校准 斜率 取样报告上的标准偏差
。输入新的校准斜率，再重复这一过程，
直到SRM显示的标准偏差与通过称重得到的标准偏差之差的绝对值小于2。另一种方法可连续取样5组，取新的 校准斜率的平均值，输入该平均值后再验证新修改斜率的正确性。
3、三点测试
3.1 进行目标重量取样，每组50支，对设定轨单支烟称重，计算其平均重量 和标准偏差。实际重量与目标重量的偏差应在±6mg之内，标准偏差应 在10mg之内。
风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证
风云三号C星微波湿温探测仪的定标和验证郭杨;卢乃锰;漆成莉;谷松岩;许健民【摘要】风云三号C星(FY-3C)已经于2013年9月23日发射升空,其上装载的微波湿温探测仪(MWHTS)已于9月30日开机正常工作.MWHTS具有对大气温度和湿度垂直分布进行同步探测的能力.MWHTS为跨轨扫描式微波辐射计,在89～191 GHz毫米波段内设置了十五个探测通道,其中包括118.75 GHz氧气吸收线附近的8个大气温度探测通道,183.31 GHz水汽吸收线附近的5个大气湿度探测通道,以及89 GHz和150 GHz两个窗区通道.设置在118.75 GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道,这组通道和183.31 GHz通道对大气进行联合探测,将获得更加精细的大气温湿度垂直分布数据,为数值预报和气候研究提供丰富信息.为保证MWHTS观测资料的定量应用,对仪器性能和定标精度进行了在轨测试.利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据,对仪器在轨定标的基础数据:冷空和黑体计数值,黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验,经过质量检验的在轨定标基础数据,结合发射前真空试验得到的非线性订正项在轨定标生成MWHTS观测亮温数据.评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性使用了三种方法:1通过场地定标试验获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息,结合微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM(Monochromatic Radiative Transfer Model)模拟MWHTS的上行微波辐射亮温,与MWHTS实际观测结果进行对比分析;2两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标,观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.选取美国SNPP上搭载的微波探测仪器ATMS作为MWHTS的参考载荷,基于SNO(simultaneousnadiroverpass)技术,对两个仪器的观测亮温进行交叉比对,观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为:观测时间差异小于20 min,观测像元中心距离小于3 km,观测角度在星下点附近差异小于5°,观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1K;3基于美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS(Global Data Assimilation System)数据,利用快速辐射传输模式CRTM(Community Radiative Transfer Model)对MWHTS各通道亮温进行正演模拟,模拟结果(O)和仪器实际观测的亮温(B)之间的差异记为“O-B”,对偏差值“O-B”进行统计特征分析.仪器中心频率的变化、正演模式模拟精度和模式输入廓线自身的误差都会对“O-B”产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言(如118.75 GHz通道),由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对,借助于正演辐射传输模式计算得到“O-B”偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.外场地定标试验结果显示除通道14外,其他14个通道的亮温差都在1.3K以内;与同类载荷ATMS的在轨观测进行直接交叉比对表明通道14与ATMS的亮温偏差最大,但中心频点一致的5个水汽探测通道的标准差都小于1K;将MWHTS观测结果和正演辐射传输模式模拟结果即“O-B”进行偏差分析显示,靠近118.75 GHz 吸收线中心的通道2-6“O-B”标准差小于0.5K,其他通道“O-B”标准差和ATMS相应通道的结果相当;MWHTS观测和模拟偏差随角度变化的研究表明通道1,7～13和15观测结果对角度有一定依赖性.【期刊名称】《地球物理学报》【年(卷),期】2015(058)001【总页数】12页(P20-31)【关键词】风云三号C星;微波湿温探测仪;在轨测试;定标精度验证【作者】郭杨;卢乃锰;漆成莉;谷松岩;许健民【作者单位】南京信息工程大学,南京 210044;国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京100081;国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京100081;国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京100081;国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京100081;国家卫星气象中心中国气象局中国遥感卫星辐射测量和定标重点开放实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】P4121 引言风云三号C星是我国第二代极轨气象卫星的首发业务应用卫星，于2013年9月23日成功发射.微波湿温探测仪（MWHTS）是装载在风云三号C星上的重要仪器之一，它和升级以后的微波温度计II型（MWTS－II），红外分光计（IRAS）构成大气垂直探测仪器组，获取全球大气水汽和温度垂直分布数据，获取与台风、暴雨等强对流天气现象密切相关的云雨大气参数，得到全球数值天气预报同化专家的广泛关注.MWHTS的前身是装载在FY－3A和FY－3B上的微波湿度计（MWHS），MWHS资料已经用于反演大气水汽，估计降水，预报台风路径和ECMWF的同化系统等（陆其峰，2011；何杰颖和张升伟，2012；杜明斌等，2012；崔林丽等，2012；杨引明等，2012）.国际上在轨运行的同类微波载荷有美国NOAA系列卫星上的AMSU－B、HSB和 MHS，欧洲METOP卫星上的AMSU－B和MHS以及美国2011年发射的 Suomi National Polar－Orbiting Partnership（SNPP）上的ATMS.星载微波仪器的定标主要包括发射前在地面真空罐里进行的辐射定标和发射后在轨定标两方面.发射前地面定标为仪器在轨定标提供基础参数，确定仪器在真空条件下的定标准确度和灵敏度等主要技术指标（Saunders et al.，1995；NPP ATMS Science Team，2007；JPL，2012）.AMSU－B、HSB、MHS和AMTS在轨星上定标都采用两点定标的方式进行.但是，由于无法确定观测目标的亮温真值，因此对这类微波仪器在轨定标精度的评估并没有直接方法.目前国际上普遍采用外场辐射校正，同类载荷交叉比对，正演辐射传输模式模拟和仪器实际观测之间的偏差分析等方式对微波仪器在轨定标精度进行验证.地表比辐射率的不确定性和观测样本的不足都会影响外场辐射校正方法对仪器定标精度的评估；同类载荷交叉比对方法存在参考载荷在轨辐射定标结果精度未知的不确定性；正演辐射传输模式的精度会影响利用模式模拟结果和仪器实测值的偏差特性来评估仪器精度的准确性.尽管上述验证方法都会存在一定弊端，但在检验真值未知的情况下综合利用多种手段来评估仪器精度具有可行性.利用上述方法，国内外学者已经对这类微波大气垂直温湿度探测载荷的在轨工作性能，数据质量以及仪器探测资料在数值天气预报系统中的应用效果进行了广泛深入地研究分析（Prigent et al.，2005；Zhao et al.，2005；Karbou et al.，2010；Weng et al.，2012；Weng et al.，2013；Bormann et al.，2013；Kim et al.，2014）.MWHTS在发射前开展了地面热真空试验，获得了星载定标系统基础参数.在风云三号C星发射后，MWHTS于2013年9月30日13时34分打开，打开后各通道进入正常工作状态.本文利用微波湿温探测仪在轨正常运行后2013年10月1日—12月31日三个月在轨测试数据，对MWHTS的仪器功能和通道性能进行监测分析，并完成了仪器在轨辐射定标，最后对定标结果进行分析验证，为MWHTS资料正式业务应用奠定基础.2 MWHTS仪器简介MWHTS的技术体制和FY－3A／B星微波湿度计（MWHS）相同（张升伟等，2008），都是超外差式接收机的全功率型微波辐射计，表1列出了微波湿温探测仪的仪器特征.作为MWHS的升级，MWHTS在探测通道上增加了位于氧气吸收线118.75GHz 附近的8个探测通道用于大气温度的垂直探测；在183.31GHz水汽吸收线附近新增了两个探测通道用以获得更加精细的大气水汽垂直分布信息；在89GHz和150GHz的大气窗区也设置有两个探测通道可用于进行降水判识.设置在118.75GHz的一组毫米波探测通道是国际上业务卫星首次使用的大气探测通道，这组通道和183.31GHz通道对大气进行联合探测，将提供更加精细的大气温湿度垂直分布信息，为数值预报和气候研究提供丰富信息.MWHTS具体通道设置见表2.针对118.75GHz和183.31GHz通道，国内外学者已经利用正演辐射传输模拟的方法研究了这些高频微波通道的辐射特征和敏感性（陈洪滨，1999；Evans et al.，1998，1999；Staelin et al.，2000；Bizzarri et al.，2002；Leslie和Staelan，2002；陈洪滨和林龙福，2003；Peigent et al.，2006），为MWHTS 资料在的大气参数反演、台风监测和数值预报同化应用等方面提供了理论基础. 表1 FY－3CMWHTS仪器特征Table 1 FY－3CMWHTS instrumentchar acteristics±53.35°扫描成像点数 98个点／每条扫描线在轨定标周期性两点定标扫描周期 2667ms两副天线间配准精度0.1°（方位、俯仰）天线指向精度±0.10°量化等级 14比特参数指标对地扫描张角表2 FY－3CMWHTS通道特征参数Table 2 FY－3CMWHTS channel characteristics序号中心频率（GHz）极化带宽（MHz）频率稳定度（MHz）动态范围（K）灵敏度（K）定标精度（K） 3dB波束宽度主波束效率（%）主要应用目的189.0 V 1500 50 3～340 1.0 1.3 2.0° ＞92背景微波辐射探测、降水检测2118.75±0.08 H 20 30 3～340 3.6 2.0 2.0° ＞923 118.75±0.2 H 100 30 3～340 2.0 2.0 2.0° ＞92 4 118.75±0.3 H 165 30 3～340 1.6 2.0 2.0° ＞92 5 118.75±0.8 H 200 30 3～340 1.6 2.0 2.0° ＞92 6 118.75±1.1 H 200 30 3～340 1.6 2.0 2.0° ＞92 7 118.75±2.5 H 200 30 3～340 1.6 2.0 2.0° ＞92 8 118.75±3.0 H 1000 30 3～340 1.0 2.0 2.0° ＞92 9 118.75±5.0 H 2000 30 3～340 1.0 2.0 2.0° ＞9210 150.0 V 1500 50 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95大气温度和降水参数垂直结构探测背景微波辐射探测、降水检测11183.31±1 H 500 30 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95 12183.31±1.8 H 700 30 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95 13 183.31±3 H 1000 30 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95 14 183.31±4.5 H 2000 30 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95 15 183.31±7 H 2000 30 3～340 1.0 1.3 1.1° ＞95大气湿度垂直结构探测3 MWHTS在轨性能监测与定标MWHTS在轨星上辐射定标是将仪器的原始遥感计数值转换成微波辐射物理量的过程.定标过程所使用的基础数据包括星上内部热源黑体和冷空观测计数值、内部热源黑体PRT测量温度和仪器工作温度等.MWHTS的定标基础数据受仪器性能和平台环境变化的影响有时会发生跳变从而失去代表性，进而影响仪器定标精度.因此，需要对定标基础数据进行监测分析，订正掉数据中的异常值，生成定标系数. 图1和图2分别是MWHTS 15个探测通道从2013年10月1日—12月31日在轨运行三个月内对仪器内部热源黑体的观测计数值和对外部冷空的观测计数值.可以看出，MWHTS每个通道对内部黑体和外部冷空的观测响应具有一致性.通道15冷源观测计数值的变化趋势和其他通道相当，但热源观测计数值在前期跳变剧烈，随着监测时间的增长跳变幅度有减缓趋势，该通道的工作性能有待进一步监测分析. 图3是MWHTS从2013年10月1日—12月31日在轨运行三个月的内部黑体温度和仪器温度变化情况.MWHTS的89GHz和118.75GHz共用一个天线和热定标源，150GHz和183.31GHz共用一个天线和热定标源.利用5个铂电阻（PRT）对星上每个热源黑体进行温度测量，PRT观测的平均值即为热源的温度.MWHTS 在轨运行期间，内部黑体和仪器自身不具有主动温控能力，受卫星平台热力条件制约被动温控，由图3可以看出，MWHTS在轨工作时，热源黑体温度稳定，仪器温度和黑体温度有缓慢上升并趋于平稳趋势，这和平台与太阳之间的位置关系密切相关.在MWHTS定标过程中对定标基础数据进行质量控制可以保证仪器在轨定标的精度和稳定性，质量控制的具体方法和步骤和FY－3A微波湿度计相同（Gu et al.，2012）.MWHTS在轨辐射定标方程和FY－3B微波湿度计相同，如公式（JPL，2012）（1）—（6）：其中，C，Cw和Cc分别为MWHTS对地观测，对内部热源观测和对冷空观测的计数值，R，Rw和Rc分别为MWHTS对地，对热源和冷空观测的辐射量，g为增益，q为非线性项.非线性项q是由发射前地面热真空试验得到，q的计算公式中Rs和Cs分别是地面热真空试验中变温源辐射量和辐射计观测的变温源计数值，Rm是由两点定标方法得到的变温源辐射量.辐射量和亮温的转化基于普朗克公式. 经过质量检验的在轨定标基础数据，结合发射前真空试验得到的非线性订正项，根据以上在轨定标公式和仪器天线订正系数（厂商提供的查找表），完成MWHTS对地观测的定标.图1 FY－3CMWHTS 15个通道对内部热源黑体观测计数值三个月在轨测试期间随时间的变化Fig.1 Warm blackbody calibration counts as a function of date since launch for FY－3CMWHTS in three month图2 FY－3CMWHTS 15个通道对冷空观测计数值三个月在轨测试期间随时间的变化Fig.2 Cold space calibration counts as a function of date since launch for FY－3CMWHTS in three month图3 FY－3CMWHTS热源黑体温度（a）和仪器温度（b）三个月在轨测试期间随时间的变化Fig.3 Blackbody temperature（a）and instrument temperature （b）as a function of date since launch for FY－3CMWHTS in three month 4 MWHTS定标精度评估MWHTS在轨辐射定标结果的精度和偏差特性是资料定量应用的关键.MWHTS定标精度的评估可以通过在轨场地定标，同类载荷在轨观测亮温直接交叉比对，借助正演辐射传输模式的仪器观测偏差分析等多种方法进行（Yang et al.，2012；Qi et al.，2012）.4.1 场地定标分析云南普洱热带雨林是微波辐射校正的外场试验地，2013年12月5—13日开展了星地同步野外观测试验.根据FY3C的卫星轨道预报时间，选取卫星通过辐射校正场上空时、大气状况满足辐射校正观测规范要求的时间释放探空气球并进行地面同步观测，获取大气温湿廓线和地面温度等大气参数信息，再利用微波逐线正演辐射传输模式MonoRTM（Monochromatic Radiative Transfer Model）（Clough et al.，2005）模拟 MWHTS的上行微波辐射亮温，与MWHTS实际观测结果进行对比分析，具体流程如图4所示.晴空条件下定标观测结果分析见图5，图中实心圆加实线表示MWHTS各通道的定标精度设计指标，正方形加虚线表示野外场地定标结果，由图可见，MWHTS除通道14的定标亮温偏差超过3K外，其他通道的定标精度均小于1.3K.图4 FY－3CMWHTS场地定标流程Fig.4 FY－3CMWHTS flow chart of post launch site calibration图5 FY－3CMWHTS场地定标结果Fig.5 Results of post launch site calibration for FY－3CMWHTS4.2 在轨同类载荷交叉比对分析两个通道特性一致的同类星载被动微波载荷同时观测同一目标，观测亮温的差异主要取决于两个载荷的定标系统偏差.因此，可利用已经得到广泛应用和验证的同类微波载荷对MWHTS进行交叉比对，从而评价定标精度.选取美国新一代极轨环境卫星SNPP上的ATMS作为MWHTS的参考载荷，ATMS和MWHTS一样，都是可以同时进行大气温度和湿度探测的星载微波仪器.它们利用183.31GHz进行大气湿度探测的频点相同，在大气温度探测频点，ATMS沿袭了NOAA系列的AMSU－A在50～60GHz的氧气吸收带设置通道.MWHTS和ATMS的相似通道由表3给出，由表可见，两个仪器在窗区通道的中心频点有所差异，MWHTS通道1和通道10的中心频点分别设置在89GHz和150GHz，ATMS的对应通道中心频点设置在88.2GHz和165.5GHz.研究中进行交叉比对的通道为MWHTS通道1，通道10和通道11—15.表3 FY－3CMWHTS和SNPP ATMS对应通道表Table 3 Corresponding channels between FY－3CMWHTS and SNPP ATMS中心频率（GHz）MWHTS通道号ATMS 88.2116 118.75±0.08 2 —118.75±0.23 —118.75±0.3 4 —118.75±0.8 5 —118.75±1.16 —118.75±2.5 7 —118.75±3.0 8 —118.75±5.0 9 —150.0／165.5 10 17 183.31±11122183.31±1.81221183.31±3 13 20 183.31±4.5 14 19通道号89.0／183.31±7 15 18基于 SNO （Simultaneous Nadir Overpass）技术（Cao et al.，2005；Yan and Weng，2008），选取2013年12月7—11日FY3C和SNPP轨道相交时对应通道的观测亮温进行比对分析.观测亮温时空匹配及均匀性检验的条件为：观测时间差异小于20 min，观测角度在星下点附近差异小于5°，观测像元中心距离小于3km，观测像元周围3×3像元内的亮温标准差小于1K.对匹配上的观测亮温进行比对分析，结果如图6所示.对于每个交叉比对通道，图中都分别给出了MWHTS和ATMS观测亮温的散点分布（图中红线是y＝ax＋b的散点拟合直线，绿线是y＝x的对角线），以及ATMS和MWHTS观测亮温差的频率分布图.由图可见，MWHTS窗区通道（通道1和通道10）和对应的ATMS两个窗区通道（通道16和通道17）的观测亮温偏差较大，这是由于两个仪器的窗区通道中心频点设置存在差异所引起（如表3所示），MWHTS通道10和ATMS通道17的中心频点差异最大，所以其亮温偏差也最大；MWHTS通道13和通道14受到150GHz的谐波干扰，和ATMS通道20和通道19的观测亮温偏差次大；两个仪器其他可比通道的观测亮温一致性较好.图6 FY－3CMWHTS和SNPP ATMS相应通道交叉比对的亮温散点分布和偏差特征（A）MWHTS通道1；（B）MWHTS通道10；（C）MWHTS通道11；（D）MWHTS通道12；（E）MWHTS通道13；（F）MWHTS通道14；（G）MWHTS通道15.Fig.6 Brightness temperature and bias characteristics for each corresponding channels of FY－3CMWHTS versus that of SNPP ATMS （A）MWHTS channel 1；（B）MWHTS channel 10；（C）MWHTS channel 11；（D）MWHTS channel 12；（E）MWHTS channel 13；（F）MWHTS channel 14；（G）MWHTS channel 15.表4给出了MWHTS和ATMS观测亮温交叉比对的偏差均值和标准差具体数值.偏差均值表示两个仪器观测亮温的绝对差异，标准差表示两个仪器观测亮温偏差的稳定性.对于数值同化预报应用而言，偏差易于订正，标准差的订正比较困难.从表4可以看出，除了中心频点设置存在差异的窗区通道外，MWHTS和ATMS可比通道的观测亮温误差标准差都小于1K.表4 FY－3CMWHTS和SNPP ATMS观测亮温交叉比对的偏差和标准差Table 4 Mean and standard deviation of observations between FY－3CMWHTS and SNPP ATMS110 111213 14 15偏差均值（K） 2.0802 8.1423 0.2707 0.8546－2.2035 －3.9417 0通道.7051标准差（K） 1.2623 4.3075 0.9470 0.81830.8603 0.9516 0.93614.3 基于正演辐射传输模式的偏差分析基于微波正演辐射传输模式，对MWHTS各通道进行上行辐射亮温模拟，模拟结果（O）和仪器实际观测的亮温（B）之间的差异记为“O－B”，对偏差值“O－B”进行统计特征分析是评估仪器定标精度的另一种方法.本文所用正演模式是由美国卫星数据同化联合中心开发的CRTM（Community Radiative Transfer Model）（Weng et al.，2005；Weng，2007），模式的输入廓线由美国国家环境预测中心的全球数据同化系统GDAS（Global Data Assimilation System）提供.考虑到正演辐射传输模式的计算精度，CRTM的模拟范围定为南北纬45°之间海洋下垫面的晴空情况，为了和上一节交叉比对方法统一，模拟时间段也定为2013年12月7—11日.根据FY3C业务系统生成的VIRR和VASS匹配数据剔除有云像元.表5给出MWHTS“O－B”的偏差均值和标准差，为了更好的分析MWHTS的仪器特性，表5也给出了同一时间段内ATMS相应通道的“O－B”统计结果.偏差分析结果表明，在MWHTS窗区通道（通道1，通道10）和ATMS相应的窗区通道（通道16和通道17）“O－B”的标准差都较大，这是由于正演辐射传输模式中地表发射率很难确定，而窗区通道穿透性高，受地表发射率影响很大，因此窗区通道的标准差大.同样的原因，越靠近氧气吸收线和水汽吸收线远翼的通道，权重函数越接近地面，通道“O－B”的标准差越大.在118.75GHz氧气吸收线附近的温度探测通道标准差小.在183.31GHz附近的水汽吸收通道，MWHTS通道13和通道14的偏差均值大于－ATMS的相应通道，和上一节交叉比对的结果一致；通道11，12和15的偏差均值小于ATMS的相应通道.MWHTS“O－B”的标准差和同类微波载荷ATMS的相应通道相当.表5 FY－3CMWHTS和SNPP ATMS偏差分析结果Table 5 Mean and standard deviation of“O－B”difference for FY3CMWHTS and SNPPATMSNPP ATMS通道号偏差均值（K）FY3CMWHTS Soumi／标准差（K）通道号偏差均值（K）标准差（K）CH1 －2.97 4.03 CH16 －4.013.49 CH2 －0.93 0.43 ———CH3 －0.020.23 ———CH4 －1.98 0.29 ———CH5 0.28 0.27 ———CH6 －0.34 0.48 ———CH7 0.78 1.8 ———CH8 0.8 2.26 ———CH9 3.94 3.6 ———CH10 －4.323.06 CH17 －1.73 3.45 CH113.97 1.36CH22 4.521.33 CH121.74 1.47 CH212.47 1.34 CH13 3.03 1.7 CH20 0.89 1.57 CH14 3.18 2.08 CH19 －0.221.93 CH15 －1.212.39 CH18 －1.612.44值得注意的是仪器中心频率的漂移，正演模式模拟计算的精度以及模式输入廓线自身的误差都会对“O－B”产生影响.但是对于首次使用的探测频点而言（如118.75GHz通道），由于国际上没有同类载荷可以进行交叉比对，借助于正演辐射传输模式计算得到“O－B”偏差的分析结果可以在一定程度上反映仪器整体定标情况.MWHTS采用切轨扫描的方式获得观测数据，利用这种方式进行探测的仪器数据往往伴随有角度依赖特性，即临边特性，这种特性除了有大气程辐射的影响外，也与天馈系统的匹配和天线指向误差有关.大气的不均一性会随着仪器观测角度的增加而增加，仪器观测辐射在扫描角度大的时候会出现阻挡，正演辐射传输模式在模拟过程中很难解决这些问题，从而会使模拟结果和仪器观测结果产生误差（Weng et al.，2012）.为分析MWHTS观测数据对角度依赖的特征，根据仪器扫描角度，对前面计算的“O－B”数据进行统计分析，图7给出了 MWHTS 15个通道升轨（实线）和降轨（虚线）“O－B”偏差结果对角度依赖的情况.从图中可以看到，通道1，通道7—13和通道15偏差对角度依赖特性明显，其他通道的这种依赖比较弱；每个通道偏差分布线都存在一定程度的抖动，具体成因还需进一步研究；MWHTS的大部分通道“O－B”偏差随扫描角度的变化在升轨和降轨时差异较小，在通道13和14这种差异比较明显.卫星资料应用于数值天气预报时，假定观测误差满足无偏高斯分布，因此对这种角度依赖产生的误差进行评估和滤除非常重要（Harris and Kelly，2001；Zou et al.，2011）.通过上述三种方法对MWHTS的定标精度进行评估发现，通道14的偏差较大，该通道资料在数值同化应用时需要进行偏差订正；通道1，通道7—13和通道15偏差对角度依赖特性明显，资料定量应用时需注意临边效应的影响.ATMS利用发射前地面真空试验数据结合在轨仪器温度得出仪器各通道天线亮温的准确度在0.5K以内，采用“O－B”偏差分析方法来评估仪器观测亮温的定标精度（Weng et al.，2013；Kim et al.，2014）.MWHTS定标精度的评估只针对仪器观测亮温进行，天线温度到仪器温度转化过程中的误差分析还有待进一步研究.通过MWHTS和ATMS各自“O－B”偏差特性的分析可以看出，MWHTS和ATMS频率一致的15个水汽探测通道，除MWHTS通道15定标精度略优于ATMS外，其他4个通道的定标精度都略低于ATMS.5 结论图7 晴空条件下海洋表面FY－3CMWHTS 15个通道观测与CRTM模拟之间的偏差对扫描角度的依赖（实线为升轨，虚线为降轨）Fig.7 Scan－Dependent biases of FY－3CMWHTS each channel at ascending（solid）and descending nodes（dashed）under clear sky and over oceanMWHTS装载于FY－3C卫星上具有对全球大气湿度和温度进行同步探测的能力，其设置于118.75GHz的8个温度探测通道因其唯一性而备受关注.在仪器探测资料的定量应用之前，对仪器性能和定标精度进行在轨测试必不可少.本文利用MWHTS在轨正常工作后的三个月数据，对仪器在轨定标的基础数据：冷空和黑体计数值，黑体和仪器温度进行监测分析和质量检验，并对通过质检的数据进行在轨定标生成MWHTS观测亮温数据，最后通过场地定标、交叉比对和“O－B”偏差分析三种方式对仪器定标精度进行评估验证.结果表明：（1）MWHTS仪器温度和黑体温度受卫星平台的热力约束缓慢上升趋于平稳.MWHTS通道15的黑体观测计数值在轨工作前期变化剧烈，随在轨运行时间的增加跳变渐缓.（2）三种对MWHTS定标精度进行评估的方法都表明通道14的亮温偏差较大，这是因为该通道受到150GHz的谐波干扰造成.但是从卫星资料同化应用更为重要的标准差来看，MWHTS和ATMS可比通道的亮温标准差在同一水平.（3）对于首次使用的118.75GHz频点，场地定标精度都小于1.3K；“O－B”偏差分析结果显示，在118.75GHz吸收线中心附近的通道2—6标准差在0.5K之内，在远翼通道标准差较大.（4）对MWHTS观测和模式模拟偏差对角度依赖性的分析表明仪器通道1，通道7—13和通道15偏差对角度依赖特性明显，其他通道的这种依赖性较弱. MWHTS通过在轨测试后将投入业务运行，仪器的探测资料将在大气温湿廓线反演，台风夜间定位和强度发展潜势等多方面的诊断分析以及数值天气预报中发挥作用.本文的研究结果将为MWHTS资料的定量应用提供有力支撑.本研究在对风云三号C星微波湿温探测仪进行定标和验证的过程中，在轨定标所用内部热源黑体的温度设定在280K附近，而观测目标亮温超过280K时，定标过程中采取外推的方式进行，因此今后设计时，需要提高仪器热源黑体温度的设定.另外，MWHTS在轨定标所用非线性订正量是通过发射前真空试验得到，以后将设计在轨多点定标系统，使得仪器在轨运行时能直接测量得到非线性订正量. ReferencesBizzarri B，Albin J G，Staelin D H，et al.2002.Requirements and perspectives for MW／sub－mmsounding from geostationary satellite.EUMETSAT Meteorological Satellite Conference，97－105. Bormann N，Fouilloux A，Bell W.2013.Evaluation and assimilation ofATMS data in the ECMWF system.Journal of Geophysical Research：Atmospheres，118（23）：12970－12980.Cao C，Xu H，Sullivan J，et al.2005.Intersatellite radiance biases for the High－ResolutionInfrared Radiation Sounders（HIRS）on board NOAA－15，－16，and －17from simultaneous nadir observations.Journal of Atmospheric ＆ Oceanic Technology，22（4）：381－395.Chen H B.1999.Remote sensing of the atmosphere with the millimeter and sub－millimeter wave radiometry from the space.Remote Sensing Technology and Application （in Chinese），14（2）：49－54.Chen H B，Lin L F.2003.Numerical Simulation of Temperature Profile Retrievals from the Brightness Temperatures in 6Channels near118.75GHz.Chinese Journal of Atmospheric Sciences （in Chinese），27（5）：894－900.Clough S A，Shephard M W，Mlawer E J，et al.2005.Atmospheric radiative transfer modeling：A summary of the AER codes.Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer，91（2）：233－244.Cui L L，Yang Y M，You R，et al.2012.Applicationstudy of FY－3A／MWHS in quantitativeprecipitation estimation.Plateau Meteorology （in Chinese），31（5）：1439－1445.Du M B，Yang Y M，Yang Y H，et al.2012.Bias correction for FY－3Amicrowave sounding data with its application to typhoon track forecast.Journal of Applied Meteorological Science （in Chinese），23（1）：89－95.Evans K F，Walter S J，Heymsfield A J，et al.1998.Modeling of。
hydro―probeⅡ型湿度传感器测量混凝土用砂含水率方法及应用
hydro —probe n型湿度传感器测量混凝土用砂含水率方法及应用在商品混凝土生产中，为保证混凝土的质量，必须严格控制混凝土拌合物的用水量，保证混凝土水灰比。
该过程里，水份的计量控制很重要，需要有测试砂石含水量的办法，准确测量出砂石中的含水率，以便确定施工配合比的用水量。
本文章采要介绍一种比较先进的砂含水率测试仪。
该测试仪采用微波技术，克服了其它含水率测试系统容易产生的误差等缺点。
1含水率测量的重要性混凝土搅拌站使用的砂属于大宗材料，一般都露天集中堆放在料场，砂中含水率受气温、季节等多方面因素影响，变化较大。
混凝土生产时，需要及时得到砂的含水率来调整混凝土施工配合比。
混凝土拌合物含水率对混凝土的性能影响很大，经试验证明，在同一水泥品种、用量不变情况下，随着含水率的增大，混凝土的抗压强度和劈裂强度不断降低，和易性能也逐渐减低，产生泌水、离析现象（试验现象见附表）。
水泥用量用水量水灰比坍落度抗压强度和易性420 160 0.38 85 46.5 良好420 170 0.40 110 40.7 良好420 180 0.43 140 34.9 轻微泌水420 190 0.45 165 30.3 和易性差2hydro-probe n型湿度传感器的简介hydro-probe n型湿度传感器是一种安装在砂仓中的设备，外壳由不锈钢一体形成，探头采用高铝陶瓷面，坚硬的陶瓷面板能够经受住砂在下料时的强烈碰撞，长期使用后，可请专业厂家对高铝陶瓷面进行更换。
hydro-probe n型湿度传感器是从己经获得验证的微波湿度传感技术发展而来的.对温度和杂质都不敏感，设备的密封性较好，砂仓内的传感部位避免了外界其他因素的干扰，保证数据的准确。
测量范围：对于松散材料，湿度传感器可测定的饱和范围为0-20% ，满足砂的含水率要求。
工作温度范围为0-60%，满足常温下检测需要。
3hydro-probe n型湿度传感器的安装hydro-probe n探测穿透深度大约为75-100mm，具体依据材料性质决定，在安装位置选择上，要选择适当的位置，我们选择了砂仓下料口部位，每盘混凝土搅拌时，该部位砂首先下料，该部位的砂的含水率具有代表性。
第二次作业
作业2: 温湿度采集案例分析课程名称:姓名:学号:日期:班级:作业要求:根据提供的附件资料, 完成下列内容:（1）温湿度传感器DT11的分析（2）温湿度采集的硬件原理图（3）温湿度采集的软件实现过程（写出框图）（4）网上查找一些温湿度传感器并进行比较（5）提交文件名(学号+姓名)下面是作业:（1）温湿度传感器DT11的分析传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC 测温元件，并与一个高性能8 位单片机相连接。
DHT11 器件采用简化的单总线通信。
单总线即只有一根数据线，系统中的数据交换、控制均由单总线完成。
设备（主机或从机）通过一个漏枀开路或三态端口连至该数据线，以允许设备在不发送数据时能够释放总线，而让其它设备使用总线；单总线通常要求外接一个约5.1kΩ的上拉电阻，这样，当总线闲置时，其状态为高电平。
由于它们是主从结极，只有主机呼叫从机时，从机才能应答，因此主机访问器件都必须严格遵循单总线序列，如果出现序列混乱，器件将不响应主机。
（2）温湿度传感器DT11的分析温湿度采集的硬件原理图（3）温湿度采集的软件实现过程（写出框图）（4）网上查找一些温湿度传感器并进行比较常用的温度传感器及其比较：a.模拟式温度传感器：原理：将驱动电路、信号处理电路以及必要的逻辑控制电路集成在单片IC上，具有实际尺寸小、使用方便、灵敏度高、线性度好、响应速度快等优点。
常见模拟式温度传感器：电压输出型：LM3911、LM335、LM45、AD22103。
电流输出型：AD590。
b.数字式温度传感器：原理：将敏感元件、A/D转换单元、存储器等集成在一个芯片上，直接输出反应被测温度的数字信号，使用方便，但响应速度较慢（100ms数量级）。
c.常用红外温度传感器比较：常用的湿度传感器：1电解质湿敏传感器利用潮解性盐类受潮后电阻发生变化制成的湿敏元件。
最常用的是电解质氯化锂（LiCl ）。
从1938年顿蒙发明这种元件以来，在较长的使用实践中，对氯化锂的载体及元件尺寸作了许多改进，提高了响应速度和扩大测湿范围。
一种文物本体含水率无损探测及湿度分布成像系统
坐标 x / mm
坐标 y / mm
含水率 /%
392
380
11
490
380
11
0
475
14
98
475
14
196
475
15
294
475
17
392
475
11
490
475
13
0
570
0
98
570
14
196
570
13
294
570
12
392
570
13
490
570
11
在湿度分布成像系统软件载入数据文件后即可成像，插值 算法可以选择为“V4”、“nature”、“linear”、“nearest”、“cubic”。 选择“V4”插值算法，湿度成像结果示例如图 5 所示。
坐标 y / mm
含水率 /%
0
0
12
98
0
14
196
0
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0
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392
0
14
490
0
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0
95
13
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95
14
196
95
12
294
95
14
392
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490
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190
14
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14
392
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190
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MOIST300B 手持式微波湿度测试系统
一、MOIST300B 手持式微波湿度测试系统概述
德国HF SENSOR MOIST300B 手持式微波湿度测试系统用于土木工程中混凝土、砖、EIFS材料、瓷砖、砂岩、沥青路面、木材、合成材料、屋顶材料和其它建筑材料的湿度测试及湿度分布成像。
德国HFSENSOR MOIST 300B手持式微波湿度测试系统微处理器主机配合MOIST系列微波探头，通过内部数据处理，可以即时在主机屏幕上直接显示湿度分布图像。
主机可以保存1000个阵列的一百万个湿度读数，可通过MOISTANALYZE 软件进行数据处理，也可通过USB线把数据传输到电脑。
二、MOIST300B 手持式微波湿度测试系统技术规格
1、湿度范围：0％<F<400％（干燥物质）
0% < F < 80%（潮湿基底）
2、温度范围：5~50℃
3、探测精度：1～2％（材料标定后）
5、操作时间：6-8小时
6、探测深度：MOIST-R1M探头：2～3cm
MOIST-R2M探头：5～7cm
MOIST-DM 探头：10～12cm
MOIST-PM探头：20～30cm
MOIST-SM探头：60～80cm
7、电源：4节1.5V电池（可充电碱性电池）
8、屏幕：TFT，320*240，256色
9、软件：MOISTANALYZE3.2
11、携带箱：模制塑料箱
12、电缆：USB连接电缆
13、电池充电：220V AC电池充电器
14、主机尺寸：195*95*40mm（3.5寸显示屏）
15、探头尺寸：130*50mm
三、MOIST300B 手持式微波湿度测试仪配置：
1、MOIST300B测试主机：1台
2、MOIST-R1M探头：1支
3、MOIST-R2M探头：1支
4、MOIST-DM探头：1支
5、MOIST-PM探头：1支
6、MOIST-SM探头：1支
7、USB连接电缆：1根
8、MOISTANALYZE分析成像软件：1份
9、操作手册：1份
10、充电器：1个
11、便携包：1个
12、备注：
标准配置：MOIST300B测试主机，MOIST-R1M探头， MOIST-PM探头，USB 连接电缆，MOISTANALYZE分析成像软件，操作手册，充电器，便携包。
另外选配：MOIST-R2M探头，MOIST-DM探头，MOIST-SM探头
四、MOIST300B 手持式微波湿度测试仪应用范围
1、建筑物湿度分析鉴定
2、板的湿度分布等级评估
3、地板的湿度情况确定
4、道路湿度分析成像（混凝土和沥青路面）
5、泳池泄漏源探测
6、EIFS材料湿度分布成像
五、MOIST300B 手持式微波湿度测试仪特点
1、主机可直接显示湿度分布图与不同区域温度变化
2、材料湿度的无损测试方法
3、可测试不同深度处的湿度，最大深度达80cm；
4、测试迅速，1秒钟就可得到结果；
5、智能手持式数据采集系统；。