Automata meteorológiai mérőállomások

Átírás

1 Automata meteorológiai mérőállomások

2 Az automatizálás okai Törekvés a: Minőségre (hosszú távon megbízható műszerek) Pontosságra (minél kisebb hibaszázalék), Nagyobb sűrűségű mérésekre, Gazdaságosságra. Folyamatos technológiai fejlődés rendelkezésre állás

3 Felépítésük Oszlopra szerelt érzékelőkből és adatgyűjtőből állnak, Ez számítógéppel áll kapcsolatban (az állomástól távol is elhelyezkedhet), Az egyes állomások szintén összeköttetésben állnak egymással, Az adatok azonnal http-szerverre is kerülhetnek.

4

5

6

7

8 A hagyományos műszerek automatizálása - szenzorok Hőmérsékletmérés: Elektromos hőmérők (pl. platina ellenállás-hőmérő)

9 Légnyomásmérés: aneroidok

10 Sugárzásmérés:

11 Légnedvesség-mérés: - Abszorpciós légnedvesség-mérők kapacitív ln-mérők pl. HUMICAP dielektromos ln-mérő nedvszívó anyaga egy henger alakú fémelektródra felvitt 1µm vastag dielektromos polimer filmréteg, ezt egy szitaszerű fémelektróda borítja. A polimer réteg elnyeli a vízmolekulákat, ennek hatására változik a mérőtest kapacitása, a változása relatív nedvességgel arányos. - Harmatpont-higrométerek A fémtükör alatt hőcserélő van, ennek csőrendszerében egy szivattyú hűtőfolyadékot áramoltat. A tükör fölött fotocella van ebbe közvetlenül nem juthat fény. Ha megindul a páraképződés, a fénysugár szóródik, a fotocella fényt kap, a hűtőfolyadék mozgása leáll, a fűtés bekapcsol. A páraréteg eltűnésével a fotocella visszakapcsol.

12 Szélmérés: - Az anemométer házában infravörös opto-szaggató (chopper) a szélsebességgel arányos frekvenciájú jelet ad le, - míg a szélzászló házában elhelyezett infravörös optikai érzékelő Gray-kódolású tárcsával határozza meg az aktuális irányt.

13 Csapadékmérés: - Regisztráló automaták: folyamatos regisztrálás vmilyen adatrögzítőre, amit cserélgetni kell - Jelentő automaták: a mérési eredményeket rádión továbbítják. Ez történhet óra által szabályozott szabályos időközönként, illetve hívójel alapján lekérésre. Típusok: - Billenőcsészés csapadékmérő - Csapadék-indikátor - Csapadékintenzitás-mérő (kerozin)

14 Párolgásmérés párolgásmérő kádakra szerelt kapacitív szondával

15 Az érzékelők felépítése A fizikai mennyiség mérését jeladó áramkör végzi (platina hőmérő, optikai szaggató, kódtárcsa, stb). A jeladó kimenő jelét erősítő (analóg jel esetén) vagy jelformáló (digitális jel esetén) áramkör alakítja a digitalizáló áramkör számára szükséges mértékben. A digitalizáló áramkör a szükséges pontossággal digitális számmá alakítja a mért fizikai jellemzőt, melyet az eszközben elhelyezkedő mikrokontroller dolgoz fel, ez a benne tárolt adatokat uniformizált számábrázolású kimenetté alakítja. (Kül. szempontok alapján: a digitalizáló áramkör legkisebb és legnagyobb kimeneti értékének megfelelő hőmérsékletek, csapadékintenzitás-értékek, az egységnyi impulzushoz tartozó elemi sebességérték, stb.

16 Az buszon minden eszköznek önálló címe van, az adatgyűjtő ezen cím alapján kezeli az eszközöket. Az eszközcím kettős tagolású, a felső tartomány azonosítja az eszköz típusát, az alsó tartomány pedig a típuson belüli alcímet tartalmazza. Több azonos típusú eszköz azonos rendszerben történő felhasználásakor a megfelelő konfigurációs programmal az egyes eszközöket szét lehet osztani az eszköz címtartományában. Az eszközök a buszon uniformizált parancskészlettel érhetőek el, azaz ugyanazon parancskészlettel lehet hőmérsékleteket vagy nyomást lekérdezni, mint pl. gázkoncentrációt.

17 Adatgyűjtők

18 Az eszköz feladata az egyes eszközök egységes rendszerbe szervezése, a mérések önálló irányítása, az eredmények eltárolása és továbbítása a vele kapcsolatban álló számítógép felé. Az adatgyűjtő belső órája szerint a memóriájában tárolt eszköztábla alapján elvégzi a mérésvezérléshez szükséges funkciókat: az előírt időpontokban mérésindítási, mérés-végzési, állapotinformáció-küldési és karbantartó parancsokat küld az egyes szenzorok felé, illetőleg fogadja és belső memóriájában tárolja a válaszul kapott mérési- és állapotinformációkat. Ezen információkat a központi számítógép kérésére annak továbbítja esemény-rekordok formájában (kitőlmikor-mennyit formában). Az adatgyűjtő akkumulátoros háttér-áramforrással rendelkezik (kb. 24 óráig biztosítja a rendszer zavartalan működését).