温度观察仪器设备

温度观察仪器设备

温度系以温度计测量之，指在距路面1.25 - 2.00米间流动性，而不会受到日光直通辐射源危害之气体溫度来讲。

相关温度观察仪器设备之历史文献如下所示：

1592年：荷兰人C. Drebbel von Alkmar与意大利人Galileo Galilei与此同时创造发明气体温度计。

1620年：荷兰人C. Drebbel von Alkmar 创造发明乙醇温度计。

1643年：意大利人Kircher 创造发明液态水银温度计。

1665年：荷兰人Huygens 作温度计温标，订水之冰度及熔点。

1714年：意大利人G.D. Fahrenheit 制做液态水银温度计，订华氏温标。

1730年：美国人Reaumur 制定列氏温标。

1742年：瑞典人Anders Celsius 制订摄氏温标。

1794年：英国Daniel Rutherfd 创造发明最大最少温度计。

1887年：意大利人R. Assmann 创造发明自然通风乾湿计。

第二次世界大战之后，气象仪器发展趋势飞速，巴黎Richard企业按照 Bourdon氏创造发明之巴塘管原理而制做自记温度计，近几年来因仪器设备自动化技术而应用铂金电阻器温度计，在独特主要用途上，还有电子光学温度计之创造发明。

温度观察仪器设备的介绍

(1)多管温度计

使用时间：自定站至今

主要用途：精确测量温度

构造及原理：

原理与多管温度计同样，构造则稍有差别，即运用毛细血管联接于环形磁感应部，毛细血管再放置于标尺板上。磁感应部联接外衣管，外套管中填写干燥气体，使不至于因热冷而使水蒸气凝固于壁厚，危害读值，外衣管上方再与以封闭式。多管温度计之益处取决于标尺板因不与外部湿冷气体触碰，因此标尺不至于模糊不清，而內部之干燥气体也可以阻隔热辐射之危害。

(2)黑(白)球温度计

使用时间：

主要用途：自定站至1950年代

构造及原理：

用夹层玻璃制温度计，将温度传感器球部漆成黑 (白)色封在夹层玻璃制之防水套管内，夹层玻璃防水套管球部做成球型，直径大约 5.8 厘米，标尺一部分做成圆柱形，公称直径较温度计约大一倍，温度计插进后，用金属片在挨近球部及顶部各作一处支撑点，随后以外管里侧抽真空后封闭式，精确测量辐射源时与白球温度计与此同时应用，运用二者之差求取辐射量。

(3)海面温度计

使用时间：自定站至民国三十年代

主要用途：精确测量海水温度用

构造及原理：

温度计以液态水银做为温度传感器液，最少标尺为0.2 ℃，测量范畴 -15℃ ～ 45℃。温度计标尺一部分以不锈钢板套固定不动，磁感应部则插进以皮革制品做成之储水桶内，不锈钢板套上方有一钩环，可以系住绳子或绳锁。应用时，将绳子及温度计放进所需测量深度之海面中，俟皮革制品内之海面与其说自然环境之海水温度匀称时，拉起温度仪，就可以读取该层海面之溫度。

环境湿度观察仪器设备

环境湿度系空气中水分成分是多少之表明。

按照世界气象组织技术标准有六种表明方式，即水蒸气混和比、比湿、水蒸气压、相对湿度、空气湿度及漏点等。

相关环境湿度观察仪器设备之历史文献如下所示：

公年15新世纪：意大利人Nicolaus de Cusa 创造发明湿度测量仪。

1650年：Tuscana国大侯Ferdin II 创造发明凝固湿度测量仪。

1769年：意大利人Lambert 制做湿度测量仪。

1783年：瑞士人H.B. Saussure 创造发明毛发湿度计。

1799年：美国人Leslie最先用乾湿球之示差温度计（DifferentialThermometer）测量环境湿度。

1815年：美国人Gay-Lussac求取乾湿计量检定测环境湿度之公式计算。

1819年：美国人Henri Vict Regnault 生产制造凝固湿度测量仪。

1854年：美国人H.V. Regnault 做成漏点计。

1887年：意大利人R. Assmann 创造发明自然通风乾湿计。

1938年：外国人 Dume 逐渐科学研究电动式湿度测量仪。

环境湿度观察仪器设备发展趋势迄今，约可概括为乾湿计测定方法、体毛测定方法、电阻器测定方法及漏点或霜点测定方法等仪器设备。

环境湿度观察仪器设备之介绍如下所示：

(1)毛发湿度计

使用时间：自定站至今

主要用途：精确测量空气中环境湿度用

构造及原理：

以一束脱油解决后之体毛，上方固定不动在金属材料架子上，下方联接槓杆和表针，杆上面有可伸缩式之小铜锤，使体毛挺直，顶部有一螺丝，为调节表针之部位用，为使表针轴降低晃动，可设备电子助力一个给予操纵。体毛有很多微小细孔，当空气中环境湿度提升时，微小细孔吸湿性而伸展，环境湿度减少时，微小细孔释放水蒸气而收拢，其自变量推动表针，即得知环境湿度。

有一些毛发湿度计标尺板有三排，下排为湿数，下排为空气湿度，将温度减掉湿数即是含湿量。温度计亦有二种标尺，右侧标尺为左边溫度非常之较大水蒸气支撑力，较大水蒸气支撑力乘于空气湿度即得相对湿度。

(2)氯化锂露点仪

此仪系用镍照制成的温度测量电阻器体，封在不銹钢质之维护管中，维护管两侧包起铁弗龙绝缘片，表层再用玻纤胶布盘绕起來。在其中以 2 条传输电线成螺旋式型倒丝机，应用时以3.8%之氯化锂液涂于输电线上，导线上通以25VAC工作电压，氯化锂液与外部空气相对湿度均衡时，铂金电阻器温度测量体能测试镍之溫度是为含湿量。在环境湿度试验室里时，通风力操纵在 1 ± 0.4m/s，比具体一切正常工作略小，温控在 25℃范畴，测量結果如下图六所显示。原理与多管温度计同样，构造则稍有差别，即运用毛细血管联接于圆形磁感应部，毛细血管再放置于标尺板上。磁感应部联接外衣管，外套管中填写干燥气体，使不至于因热冷而使水蒸气凝固于壁厚，危害读值，外衣管上方再与以封闭式。多管温度计之益处取决于标尺板因不与外部湿冷气体触碰，因此标尺不至于模糊不清，而內部之干燥气体也可以阻隔热辐射之危害。

气压观察仪器设备

气压乃静止不动时空气之工作压力。

在地板上，气压即企业总面积气柱之竖直净重，亦即企业总面积所承受力之尺寸（P=f/A）。气压之量测起源于公年1643年，那时候意大利人Evangeliste Tricelli氏相信气体有净重而测量之，因而创造发明液态水银气压计。

相关气压观察仪器设备之历史文献如下所示：

1643年：意大利人Evangeliste Tricelli 氏创造发明液态水银气压计。

1648年：美国人Pascal 氏观察气压与相对高度转变。

1810年：美国人Ftin 氏创造发明福丁式液态水银气压计。

巴黎Richard企业做成自记式。

1847年：意大利人Vidie 氏创造发明空盒气压计。

1877年：意大利人A. Sprung氏创造发明史普龙式自记液态水银气压计。

气压仪器设备经很多年之科学研究与改善，而有液态水银式气压计（Mercurial Barometer）、空盒或弹性式气压计（Aneroid Elastic Barometer）、电阻器式气压计（Resistance Barometer）、电容传感器气压计Capacit's Barometer）及微压计（Micro Barograph）等。

气压观察仪器设备之介绍如下所示：

(1)电阻器式气压仪(Aneroid Resistance Barograph)

使用时间：1970至1980年代

主要用途：监测大气压力用

构造及原理：

遥测电阻器式气压仪之构造与空盒气压计类似，均以空盒受大气压力而造成标量转变，唯将表针或纪录笔头改成可变电阻器之刷棒，在一可变电阻器中间，随气压转变而滚动，而使根据之电流量或工作电压产生变化，再以逆变电路使其导出数据信号更改为气压标值，以数据表明或以对比数据信号纪录。

(2)电容传感器气压仪(Capacit Barometer)

使用时间：1970年代至今

主要用途：监测大气压力用

构造及原理：

其原理与圆桶震动式气压仪之相近，系运用大气压力压挤电力电容器进而其电流量或电流更改的方式，而测出气压转变。此仪亦由传感器、逆变电路及表明或监控软件组成。

(3)唧筒式液态水银气压计(Piston Mercury Barometer)

使用时间：自1980年代至今

主要用途：校准大气压能量测仪器

构造及原理：

其构造及原理与福丁式液态水银气压计同样，即不一样者在水银槽之构造，唧筒式气压计之水银槽上下方均以不锈钢板封闭式，水银槽顶部开一支管，联接塑料管到工作压力槽，其压力随工作压力槽之影响而转变。

(4)山岳用福丁式液态水银气压计(Mountain Mercury Barometer)

使用时间：自定站至今仍应用

主要用途：精确测量大山地域大气压力

构造及原理：

其构造及原理与一般平地上用福丁式气压计同样，但其安裝方法可以用三脚架支撑点。

(5)吸虹式液态水银气压计(Siphon Mercury Barometer)

使用时间：1950年至1960年代

主要用途：气压仪计量检定用

构造及原理：

用一端封闭式，管经一样尺寸之玻璃试管，由张口部提取管中气体至真空泵后，填写液态水银而成。测量时除其张口部开启，大气压力由张口部压挤，使另一端水银柱升高，其上升相对高度随大气压力尺寸而异，载入左右二端水银柱顶之相对高度差，即得气压。张口部也可以联接于计量检定工作压力槽，做为槽体工作压力之规范，以计量检定别的气压测器。

(6)圆桶震动式气压仪(Thin-walled Resonat Barometer)

使用时间：1980年代至今

主要用途：监测大气压力用

构造及原理：

圆桶震动式气压仪系由产机密闭式塑料薄膜圆桶之固有频率数之压强转变，以测空气压之仪器设备，其构造系由传感器、逆变电路，计算方式及显示屏等组成。传感器之构造为将塑料薄膜圆桶共振器之两侧抽真空，里侧则加压力，因而圆桶之固有频率即产生变化，测到其固有频率就可以求取气压值。圆桶共振器之一端附带四片转化器，二片为推动用，另二片则为探测用，以侦测固有频率，并为此二组固有频率操纵环境温度转变所导致之偏差。

(7)史普龙式液态水银气压仪(Sprung 's Mercury Barometer)

使用时间：自定起身至1970年代

主要用途：自动保存大气压力

构造及原理：

此仪由Mel氏在1670年创造发明，意大利人A. Sprung氏进行改进。此类仪器设备之测压原理为气压计液态水银管下方插进水银槽之液态水银中，但并不固定不动，液态水银管以上端密闭式真空泵，上有一吊钩，悬架在天秤座一端之挂勾上，使之当然垂挂，维持竖直。气压经水银槽中之液态水银以适用液态水银管内水银柱之相对高度另层面液态水银管顶之平面图上也从外边接纳气压之功效，但沒有从管中而成之功效工作压力，因而液态水银管顶受标准气压压下力量以天秤座他端之净重使之均衡，因此天秤座随大气压强尺寸而挪动，就可以测得标准气压之转变。

风向风速观察仪器设备

风速风向仪用以精确测量瞬间风力风频和平均风力风频，具备表明、全自动、实时时钟、超限额警报和数据通信等作用。风速风向仪由风速传感器和风向传感器、气候数据采集仪、电子计算机气候手机软件三部份构成。 风速传感器的风杯选用碳纤维材料，抗压强度高，启动好，符合我国气候计量检定规范；气候数据采集仪收集并纪录风力风频精确测量数据信息，选用中国汉字液晶显示屏结果显示，工业触摸屏友善，具备设置主要参数断电维护和风力风频历史记录断电维护作用，稳定性高。气候数据采集仪与电子计算机间的通讯方式有有线电视和GPRS 无线通信技术2种方法，选用GPRS 无线通信技术方法可采用GPRS 无线网络数据通信终端设备。该风速风向仪具备技术性优秀，测量精度高，数据信息容积大，监测距离较远，工业触摸屏友善，稳定性高的优势，普遍用以气候、深海、自然环境、飞机场、海港、工业和农业及交通出行等行业。

降雨观察仪器设备

1、显示灯：一切正常显示灯：当液晶显示屏关以及它显示灯也不工作中时，该显示灯闪。

翻斗指示灯：翻斗姿势一下，该显示灯亮一下。

充电电池显示灯：当电池电压小于3.0V，该显示灯闪

2、液晶显示屏，功能键转换液晶显示屏。表明內容有：日期時间、2钟头雨量、今日雨量、昨日雨量、年积累雨量。

3、数据通信，RS-232插口与电子计算机相接，根据全自动雨量站监测软件可读取历史时间雨量信息内容及储存器時间、雨量储存器型号规格（即分辨率）、日交界、电池电压、串口波特率、本分鐘雨量、当今两小时雨量、今日雨量、昨日雨量、年积累雨量等信息内容。

4、数据储存，雨量储存器內部有125KB的储存空间用以储存雨量信息内容，而且系统软件选用循环系统储存，当储存空间存满时，遮盖最开始的数据信息，反复储存。例：某测点年降雨量为3000mm，应用0.5mm型翻斗雨量计及数据采集终端

可储存近期十年的历史时间雨量信息内容。

地温

土壤温度通常是指地表土壤层各深层之溫度，关键系供农业气象应用。

一般分成地表、5、10、20、30、50、100、200、300、500公分等各层深层。在30公分以上之深度，大概都用曲管地温计，50公分下列深层者，则用镀锌管地温计量测。

日照、日射观察仪器设备

日照通常是指某省具体所受日光直射之時间，是为该市之日照时长。日射则指太阳辐射量能中，近紫外光至近红外感应（ 300 - 4000 nm）间全部照射、透射及反射面等光波之统称。日照、日射观察仪器设备的历史时间

相关日照、日射观察仪器设备之历史文献如下所示：

1837年：美国人Pouillet设计方案日射计并界定「太阳常数」。

1838年：英国Jdan 设计方案摩洛哥日照计。

1854年：意大利人J.F. Campbell 创造发明康培日照计。

1897年：英国 G.G. Stokes 改进康培日照计之缺少而成现如今应用之康培司托克日照计。

1903年：外国人Abbot创造发明肯定日射计。

1909年：外国人Abbot创造发明银盘日射计。

日照计还有马文及佛斯德日照计，但应用较不广泛。近些年以求材料更精确，新开发设计的頻率式日照计，颇为精确。唯一部分我国之气候企业在近期未来将以直通日射计来观察日数照时，以合乎世界气象组织之界定。

自记温湿度仪

自记温湿度仪（Thermo-hygrograph）

使用时间：1970年代至今

主要用途：持续量测温度及环境湿度

结构及基本原理：

以双金片为温度量测之磁感应部，以脱油体毛为环境湿度量测之磁感应部。温度调节时，双金片随着形变，其自变量以传动系统部机械设备变大，纪录于自记钟表之顶层记录纸上。环境湿度转变时，体毛亦随着伸缩式，其伸缩量亦以传动系统部机械设备变大，一样纪录在下一层记录纸上。尽管很早已在市面上售卖，但因单机版之记录纸变大倍数比较大，非常容易读值，因此至这局全自动气候测报系统软件启动后，才被做为备用品应用。

百叶箱

1、几何图形规格、样子和原木制小号百叶箱相仿。

2、原材料采用传热系数低、热导率小、防腐蚀、抗裂纤维、反极化效应强的玻璃钢防腐生产制造，玻璃钢防腐百叶箱在连阴雨、酸 雨、湿冷条件下不烂掉，在旱灾烈日下不裂开、使用寿命长。

3、构造上选用了倒“v”型总体架构重叠式固紧构造，牢固不容易松脱，既能确保箱里外固体的一切正常互换， 又能合理的防雨夹雪吹进箱里。上后盖板改成倒“布氏漏斗式”自然通风盖，在晴空万里没有风进入和外部自然环境大幅度转变的情形下，壳体里外的汽体能快速互换，里外自然环境迅速趋向一致，摆脱了木制百叶箱落后的缺陷，使观察材料更精确、更有象征性。

4、木制百叶箱因全国各地木制差别大，导致特性和材料的象征性不一致，LQX-BB型玻璃钢防腐百叶箱可以解决因原材料导致的偏差。

5、造型设计别具一格，表层洁白光亮，不必刷油漆医护，使用期限在十五年以上。特性价格对比高，经济实惠。

6、支撑架选用玻璃钢防腐原材料制做，坚固、轻巧、美观大方。

蒸发皿

蒸发皿（Evapation pan）

主要用途：量测水面蒸发

说 明：

自土壤层表层或随意河面因挥发而丧失之水流量，称之为水面蒸发，以正水位亳米（mm）为企业。水面蒸发之观察机器设备许多，所得的結果各有不同，120公分规格之蒸发皿，为相互配合雨量杯之规格型号量测，仍再次使偏差亦难评定。因而世界气象组织乃要求应用用20公分者，现阶段二者均应用，以来做比较。20公分规格蒸发皿多见铜或不锈钢板材做成，直徑20公分，深约10公分，接口处锐利如刃，如同雨量器。器外衣一向外弯折同材料之栅网，防止飞禽窃饮器内之水。观察时先以雨量烧杯量入定量分析软化水，至一定時间（通常为一天），将水倒进烧杯量之，二者净额即是水面蒸发。

湿区计

干湿计（Psychrometer）

主要用途：量测空气中之环境湿度

结构及基本原理：

应用 2 支体温计，在其中一支温度传感器球部包上乳白色脱油之沙布，系一棉绳至水盂中，水盂盛入纯净水，使水盂之蒸馏水经棉绳至沙布处，淋湿温度传感器球部，是为湿球。空气中环境湿度大时，球部之体内湿气与空气之体内湿气均衡，溫度维持匀速运动，若空气环境湿度减少时，湿球之水汽蒸散而吸热反应，使溫度降低。另一支体温计则未淋湿，是为乾球。因而以二者之温差，可以用 Ferrel 氏之科学研究公式计算求取那时候之环境湿度。

银盘日射计

（Silver-disk pyrheliometer ）

使用时间：1940年代至1960年代

主要用途：量测日光光源正垂面受到之直通日射量

结构及基本原理：

木质圆桶底端有一表层黑暗之银质圆板，是为银盘。侧边有一曲管体温计，其磁感应部按置在银盘下边，圆桶内及银盘上边有多个焦距板，以约制进到筒内之太阳，与此同时防止风轻轻吹入筒内，并避免筒内造成热对流。圆桶上边有乳白色圆板一枚，灰黑色圆板二枚主题活动快速门。此圆桶搭建在赤道典礼之架子上，安裝于四季不会受到阻碍物危害之宽阔之混凝土台子上，赤道仪与子午线面平行，体温计调在北部读值，圆桶张口则指向日光。观察时从圆桶盖及主题活动快速门遮住时逐渐，每经一定時间电源开关主题活动快速门，并各自载入银盘之溫度，而日射量即由日射造成之银盘提温及仪器设备参量求取。

24小时日射计

全天日射计（Pyranometer）

主要用途：量测24小时日射量用

结构及基本原理：

日射磁感应部在半球型玻璃灯罩下边，外界以环形生铁槽盛放，传感器系以锰（ Mangaan）及康铜（ Constantan）做成之大部分热电厂对联接而成，上边涂上灰黑色，半球型玻璃灯罩边以乳白色外盖遮住，防止热辐射危害测值。磁感应部遭受日光直射时，随温差而造成热起电力工程，再以多用表测之，就可以求取24小时日射量。全天日射计安裝时，应取四周宽阔场地为宜。

太阳能电池式日照计

（Solar-cell sunshine recder）

使用时间：1980年代至今（逐渐汰换中）

主要用途：量测日照时长用

结构及基本原理：

太阳能电池式日照计，其磁感应部以三个太阳能电池组成，各自设备于三角柱之二侧及顶部，二侧之太阳能电池分别指向东向西，以接纳日光直射光，顶部之太阳能电池则接纳散射光。为维护太阳能电池干燥及特性，外边套紧硬质的玻璃灯罩，罩内填写稀有气体，使夹层玻璃里侧不至于造成雾翳，危害测值，下方设备于视角调节臂上，可使各地区之层面调节其仰角。安裝时，应留意三角柱过端点竖直底部之平行线，务必与子午线面平行。太阳能电池在210W.m*-2时，会造成20mV之直流电压，因而量测20mV以上直流电压之延迟时间，就可以求取日照时长。

最少体温计

最少体温计（Minimum thermometer）

使用时间：自定站至今

主要用途：量测最低温用

结构及基本原理：

最少体温计以酒精为温度传感器液，形如一般体温计。唯管顶部有一胀大室，存储少量气体，藉其所生之工作压力，以降低酒精之挥发。管口横切面为环形，管经较一般水银体温计为大，管中有一指标值，可左右滚动，指标值用灰黑色或青绿色夹层玻璃做成，两边成球形，正中间之轴甚小，以降低磨擦。酒精柱之顶部因酒精之界面张力及附著力之功效，成一新月形球面。溫度上升，酒精胀大绕指标值而升高，指标值滞留没动；溫度降低时，酒精柱热缩，其球面触碰指标值右边后，将其往左边拖移而行，故酒精柱顶部所显示者为那时候之温度，指标值右边所显示者因此一段时间内发生之最低温度。最少体温计球部有一些做成叉形，其作用取决于扩大对气体之触碰总面积。