关于相对湿度过低导致湿敏电容缺测的原因浅析及处理方法初探

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西藏阿里平均海拔4500m以上，高寒缺氧干燥。201 1年1O～l2月全地区3个气象站有记录降水量为1.1mm，自2005年有 自动站资料 以来 ，相对湿度也达到了历史最低值。2011年第4季度全区降水偏少的大背景下，阿里地区3个气象站都多次出现了相对湿度等于3，在 l2月21、22日普兰和改则两县相对湿度在小于 3之后湿敏电容缺测，在监控软件界面上相对湿度栏显示 NULL，即数据无意义。通过卸载可以得到完整的分钟数据，但是整点数据依然缺测。

由于阿里地广人稀，在阿里 1镇7县中，地区气象局只有在普兰、改则两县设立了气象观测站，改则县的气候基本代表了东 3县的气候特征。

普兰县大部属高原温带季风干旱气候区，普兰县北部、东部属高原寒带季风半干旱气候区，地势北高南低，地形复杂。热量水平南北也不同，气温年较差较大，在23℃以上，年降水量均在 200mm以下，其分布南多北少。普兰南部年降水量 156mm，普兰县除雨季有较大的降水外，干季也有较丰富的降水量。普兰县的年均气温为3.4℃、1月份平均气温为- 8.0oC、7月份平均气温为 14. oC、年平均气压为637.1×10-Pa。

改则县属高原寒带季风干旱气候区，气温极端干燥，热量条件很差，年平均气温大都在0oC以下，积温很少。改则县- 带暖季的温度比较高，虽然年平均气温在零下，但最暖月平均气温可达到 12℃左右。该县气温年较差、日较差均比较大，改则县年较差为 24℃、日较差为 17℃，是较为典型的大陆性气候。年降水量自东向西递减，东部为 160mm左右，改则县的降水主要集中在6～9月份，并以对流性降水为主。

该县境内风速较大，年大风日数达 115d，与大风相伴发生的风沙日数也很多。改则县的历年年均气温为0.4oC、1月份平均气温为 -11.7℃、7月份平均气温为 12.8 oC、年平均气压为593.9×10～Pa。

1湿敏电容随着电子科学技术的发展，湿敏传感器成为社会上急需的产品，并广泛的应用于工业、农业、国防、科技、生活等领域。

相对湿度是指在相同的温度与气压下所观测到的水汽压与相对于水面的饱和水汽压之比的百分数。自动站常用湿敏电容来测相对湿度。湿敏电容-般是用高分子薄膜电容制成，常用的高分子材料有聚苯乙烯 、聚酰亚胺、酷酸醋酸纤维等。当环境湿度发生改变时，湿敏电容的介电常数发生变化，使其电容量尧生变化，其电容变化量与相对湿度成正比。

湿敏电容湿度传感器是用有机高分子膜作介质的-种小型电容器。湿敏电容器上电极是-层多孔金膜，能透过水汽；下电极为-对刀状或梳状电极，引线由下电极引出。基板是玻璃。

整个感应器是由两个小电容器串联组成。传感器置于大气中，当大气中水汽透过上电极进入介电层，介电层吸收水汽后，介电系数发生变化，导致电容器电容量发生变化，电容量的变化正比于相对湿度。在某些自动气象站中，铂电阻温度传感器与湿敏电容湿度传感器制作成为-体。

湿敏电容的主要优点是灵敏度高、产品互换性好 、响应速度快、湿度的滞后量孝便于制造、容易实现小型化和集成化，其精度-般比湿敏电阻要低-些。气象传感器的使用要求很多，湿度范围：-90-60oC，湿度：0-100RH，因此，传感器项目应基于如下准则：此处的准确度定义为相当于两倍标准偏差的不确定度值；即使对于有良好设计和使用条件的用于中等测量范围的仪器而言，实际上也难以达到；当直接测量时；对于气候应用而言，时间常数的要求为60s相对于阶跃变化的63%；对于气候应用而言，平均时间要求为3rain。

安装测湿传感器的-般要求与安装测温传感器的要求相似，就是必须有-个固定的百叶箱。其特定的要求为：必须能避开太阳直射、大气污染物、雨和风的影响；必须防止在传感器所处的结构中或取样装置中产生局部的微气候，应该注意到木质和合成材料都会随大气湿度的变化而吸收或释放水汽。

测量湿度的误差可由以下原因引起：空气样本的变异，例如受热或水汽源或汇的影响；测量传感器受污染，例如尘埃或海水飞沫；校准误差包括大气压的修正、传感器和电路板的温度系数；水相与冰相的不正确处理；仪器设计不当，如湿球温度表表身的热传导；操作不当，例如未达到稳定平衡状态；取样与平均间隔不当，传达室感器的时间常数、输出的平均时间与数据要求必须相适应。

2湿度测量的试验方法2.1测试装置精密数字式露点仪，测量范围：-15 25c 露点温度，分辨力：0.01℃，最大允许误差：±0.15oC露点温度，±1%RH相对湿度 。

二等数字式标准通风干湿表，测量范围：10% 100%，准确度：±2%。湿度检定箱，湿度调节范围：20% ～100%，湿度场的不均匀性：≤ 1%，湿度控制的不稳定性：≤ 1.5%。

2.2试验方法因缺乏低湿发生器设备，通常湿度测试是从30%开始的，测试点有3O%、55%、80%、90%、98%。测试顺序从30%开始，升湿至98%，再降湿至30%。在升湿过程中不能有降湿趋势，在降湿过程中不能有升湿趋势。按要求调整好湿度点测试点，经 10min的稳定后方可读数。数据采集器上的湿度示值减去标准器的示值，得到被测湿度在该测试点上的示值误差，所有测试点的示值误差均不得大于最大允许误差。

3缺测时处理方法自动站正点数据缺测，在作不正常记录处理中，优先考虑分钟数据00分是否存在，如有则优先用此数据来代替。如00分也为缺测则查看其他分钟数据，若能获取非正点的分钟数据，用正点前后 10rain接近正点的记录来代替。具体作法是：若正点前10rain内有数据，则用正点前10rain接近正点的记录代替；若正点前 10rain内的分钟数据也缺测，则用正点后 10rain内接近正点的记录 除极值项和时累积值外代替。该情况可以通过随OSSMO 2004下发的自动气象站数据质量控制软件的有关功能进行处理。

作者简介：雷文君1985-，女，汉，西安市蓝天县人，大专学历，助理工程师，从事地面观测工作。