Какие инструменты включены в метеостанцию?

Знаете ли вы, что современные погодные станции имеют высоту 158 мм и диаметром 93 мм, могут обнаружить до шести важных параметров погоды? Благодаря ультразвуковым инструментальным приборам эти компактные датчики могут обеспечить скорость ветра, направление ветра, температуру воздуха, относительную влажность, барометрическое давление и солнечное излучение, обеспечивая при этом долговечность, низкое обслуживание и высокую точность.

Типичная ультразвуковая погодная станция весит менее 0,5 кг, что делает их идеальными для широкого спектра приложений, включая сельское хозяйство, возобновляемую энергию и исследования климата. Фермеры могут оптимизировать орошение, операторы PV могут использовать их для внесения коррективы в наклон, а муниципалитеты могут планировать управление ливневыми стоками.

В то время как различные типы метеорологических станций часто измеряют сходные параметры, они могут значительно различаться с точки зрения технологии датчиков, точности и разрешения измерений. Обеспечение того, чтобы у вас была подходящая погодная станция для вашего применения, требуется более глубокое понимание возможностей приборов и обнаружения.

В этой статье рассматриваются основные инструменты, используемые на погодных станциях, описывают различные типы станций (включая полнофункциональные профессиональные метеорологические метеорологические станции), и дает ответы на часто задаваемые вопросы—Все предназначено для того, чтобы вооружить вас знаниями, чтобы принимать обоснованные решения.

1. Типы метеостанций

Существуют разные типы метеорологических станций, каждая из которых разработана и построена с определенной целью. Понимание намерения их дизайна помогает нам найти его применение в нашем сценарии. Давайте подробно проанализируем эти типы:

1.1 Погодные станции общего назначения

Метеонечная станция общего назначения предназначена для измерения важных параметров атмосферы, включая скорость ветра, температуру, влажность, атмосферное давление и количество осадков. Это минимальные инструменты для анализа атмосферных условий.

• Приборы:  Датчик направления ветра, датчик PAR, датчик освещения, датчик скорости ветра, пиранометр, датчики химии почвы и температура воздуха & RH Датчик.
• Приложение: Аэропорты, исследовательские центры и метеорологические бюро

1 .2 Сельскохозяйственные погодные станции

Погодные станции, разработанные для сельскохозяйственных целей, оснащены специализированными датчиками наряду с типичными погодными инструментами, которые контролируют условия почвы, чтобы оптимизировать урожайность. Эти станции действуют как центральное подразделение, которое собирает ценные данные с поля и обеспечивает живой мониторинг их владельцам. Они могут продолжать работать в течение ночи, чтобы обеспечить направленное садоводство для роста растений.

• Приборы:  Датчик влажности листьев, датчик влажности почвы и температура, датчик PAR, датчик температуры навеса урожая, датчик ультрафиолетового излучения и датчик температуры поверхности листьев (на основе ИК, редкий, но появляющийся).
• Приложения:  Оптимизация ирригации, прогнозирование вредителей и заболеваний, прогнозирование урожайности, безопасное применение пестицидов и удобрений, анализа микроклимата и поддержка сбора времени сбора урожая.

1 .3 PV (фотоэлектрические) станции мониторинга

Появление технологий чистой энергии приводит к тому, что энергетический сектор устанавливает крупные фотоэлектрические (PV) фермы, которые используют солнечную энергию Солнца. Чтобы полностью использовать и максимизировать управление фотоэлектрическими фермами, требуются профессиональные погодные станции, которые оснащены инструментами, специфичными для солнечного излучения и мониторинга температуры PV. Температура может отрицательно влиять на производительность фотоэлектрической (PV). Таким образом, эти станции мониторинга могут запустить систему охлаждения для повышения эффективности.

• Приборы:  Глобальное горизонтальное излучение (GHI), глобальное наклонное излучение (GTI), прямое нормальное излучение (DNI), температура фотоэлектрического модуля и мониторинг температуры окружающей среды.
• Приложения:  Солнечные фотоэлектрические фермы для мониторинга температуры и эффективности PV.
  

1 .4 Ultrasonic All-In-One Stations

Ультразвуковые датчики являются ответом на механические движущиеся части на традиционных погодных станциях. Они используют ультразвуковые волны для измерения параметров ветра, радара для осадков и твердотельных детекторов для температуры, влажности и качества воздуха. Их система обнаружения на основе электроники обеспечивает долговечность и точность с минимальным обслуживанием.

• Приборы:  Ультразвуковая скорость и направление ветра, температура воздуха, относительная влажность, барометрическое давление, радарные осадки, солнечное излучение, УФ-индекс, освещение, уровень шума, концентрация PM2,5/PM10 и видимость
• Приложения:  Инфраструктура Smart City, аэропорты, автомагистрали, станции мониторинга окружающей среды, промышленные парки и удаленный автономный мониторинг климата

1 .5 миниатюрные погодные станции

Миниатюрные погодные станции возможны в тех случаях, когда применимы пространство и веса. Они отлично подходят для переносимости и имеют размеры меньше, чем ладонь, защищая от самых основных погодных условий. Из-за их низкого обслуживания и надежной работы они могут быть установлены в удаленных или вне сети.

• Приборы:  Ультразвуковая скорость и направление ветра, температура воздуха, относительная влажность, барометрическое давление, солнечное излучение, дополнительное обнаружение осадков.
• Приложения:  Мобильный мониторинг погоды, зондирование для окружающей среды, компактные исследовательские станции, а также удаленные или автономные установки, где имеют решающее значение низкого веса и компактности.

2. Инструменты, включенные в метеостанцию

Знание датчиков, которые поставляются с разными типами погодных станций, является первым шагом к пониманию их значения. Инструментарий может иметь различную точность на основе принципа обнаружения. Производители могут использовать различные типы, чтобы удовлетворить различные требования, такие как цена, точность, скорость или диапазон обнаружения. В этом разделе мы узнаем о типах датчиков метеорологических станций и их соответствующих возможностях обнаружения.

2 .1 Инструменты измерения ветра

Ветер - это ключевой параметр, который помогает предсказать погоду. Он генерируется неравномерным нагревом земли солнцем и ее вращением. Он несет тепло, влагу, загрязняющие вещества и пыльцу в новые районы.

2.1.1 Датчик скорости ветра

Измерение скорости ветра имеет решающее значение в таких приложениях, как авиация и прогнозирование погоды. Два основных типа инструментов на погодных станциях могут обнаружить скорость ветра: чашки -анемометры и ультразвуковые датчики.

Чашка анемометр:

Кубки -анемометры существуют с 1846 года. Это механический тип детектора скорости ветра для погодных станций, состоящий из металлических или пластиковых стаканчиков, которые вращаются при воздействии движущегося воздуха. Скорость вращения откалибруется производителем по скорости ветра. Вот его типичные возможности обнаружения:

• Диапазон: 0–30 м/с или 0–60 м/с.
• Точность: ±0,5 м/с (<5 м/с); ±3% FS (& GE; 5 м/с).
• Начальный порог: <0,5 м/с.
  
  

Ультразвуковой датчик скорости ветра:

Эти датчики используют эффект допплера для обнаружения скорости ветра. Время, необходимое для ультразвукового импульса для передачи и возврата в приемник, является репрезентативным для скорости ветра. Вот возможность обнаружения ультразвукового детектора ветра на погодных станциях:

Диапазон измерений:

• Диапазон: 0–60 м/с (разрешение 0,01 м/с)
• Направление ветра: 0–360° (Разрешение 1°)
• Точность: ±0,2 м/с (& le; 10 м/с); <±2% от текущей стоимости (>10 м/с)
• Начальный порог: 0,1 м/с

2 .1.2 Датчик направления ветра

Обычно существует два типа датчиков направления ветра. Механический тип лопата и ультразвуковой детектор ветра. Оба могут обеспечить надежность направления ветра.

Механический тип лопата:

Он состоит из лопата, который приспосабливается к движущемуся воздуху, что указывает на направление ветра на метеостанции. Это похоже на очень популярный Windsock. Направление преобразуется в цифровой или аналоговый сигнал для чтения.:

• Диапазон: 0–360°
• Точность: ±3°
• Начальный порог: <0,5 м/с
  
  

Ультразвуковой датчик направления ветра:

Ультразвуковой датчик ветра - это устройство, которое сочетает в себе датчик скорости ветра и направления. В разных направлениях есть несколько преобразователей. Это индуцирует ультразвуковые импульсы во всех направлениях, которые отражаются после перемещения по воздуху к приемнику. Изменение времени в пути ультразвукового импульса в каждом преобразователе представляет собой скорость и направление ветра вокруг метеостанции.

• Диапазон: 0–360°
• Точность: ±1°
• Начальный порог: 0,1 м/с

2 .2 Датчики температуры и влажности

Температура и влажность также являются ключом к обнаружению погодных условий. Высокая влажность в сочетании с конкретной температурой указывает на подход осадков.

2 .2.1 Температура воздуха

Существует два основных типа детекторов, используемых при обнаружении температуры воздуха на метеостанциях:

Термисторы

Это полупроводник, который действует как резистор, сопротивление которого варьируется в зависимости от температуры.

• Диапазон: –40°C до +80°C
• Точность: ±0.5°В ±1.0°С (ниже датчиков PT)

Детектор температуры сопротивления (RTD)

Ток проходит через цепь сопротивления, которая изменяет его сопротивление в ответ на температуру.

• Диапазон: –40°C до +80°С (настраивается до 200°C)
• Точность: ±0.2°C или лучше

2 .2.2 Относительная влажность

Относительная влажность является мерой количества влаги в воздухе относительно максимальной суммы, которую воздух может удерживать при заданной температуре. Датчики влажности, используемые на погодных станциях, обычно являются емкостными или резистивными, обеспечивая быстрые и надежные показания.

• Диапазон: 0–100% RH
• Точность: ±2–3% RH

Датчики влажности в сочетании с датчиками температуры могут обеспечить точку росы.

2 .2.3 почвенная влажность

Датчики температуры почвы, как правило, представляют собой детекторы температуры сопротивления (RTD) и работают по тому же принципу, диапазону и точности, как упоминалось ранее. Принимая во внимание, что детектор влажности почвы может быть основан на диэлектрической диэлектрической проницаемости или сопротивлении.

• Диапазон: 0–100% VWC (объемное содержание воды)
• Точность: ±3%
• Время ответа: <2 секунды

2 .3 барометрический датчик давления

Ощущение давления является переменной ядра при обнаружении штормов, изменений высоты и калибровки датчиков. Погодные станции используют высокоостренные пьезорезистирующие или емкостные датчики давления, размещенные в вентилируемом, компенсированном температуре корпуса.

• Диапазон: 300–1100 HPA
• Точность: ±0.5–1 HPA
• Разрешение: 0,1 гПа

2 .4 Датчики осадков

Датчики осадков обнаруживают накопление осадков. Это является ключом к планированию орошения, прогнозов наводнения и гидрологических исследованиях. Два основных типа датчиков осадков поставляются с погодными станциями:

2 .4.1

Как следует из названия, перевязанное ведро заполняется водой до определенного уровня, после чего оно советует. Сигнал посылает количество советов, которые подвергается ведро, представляя количество осадков.

• Диапазон: накопленное количество осадков (мм/час)
• Точность: ±2%
• Разрешение: 0,2 мм/наконечник

2 .4.2 Датчик дождя радара

Датчики дождя на основе радара используют микроволновое или ультразвуковое отражение для обнаружения дождей. Накапливается дождь, который проходит через его путь. Это твердое состояние по своей природе, что делает их низким обслуживанием.

• Диапазон: накопление осадков (мм/час)
• Точность: ±5%
• Разрешение: 0,1 мм

2 .5 Солнечное излучение и датчики света

Солнечный свет может иметь решающее значение в таких приложениях, как PV -клетки и садоводство. Обнаружение их может помочь проанализировать и предсказать результаты:

2 .5.1 пиранометр

Пиранометр обнаруживает глобальное горизонтальное излучение (GHI). Он может обнаружить как прямое, так и диффузное солнечное излучение.

• Диапазон: 0–2000 Вт/м²
• Точность: ±5%
• Спектральный диапазон: 300–1100 н.м.

2 .5.2 Датчик освещения

Это измерение яркости света в люкс. Это может быть важным датчиком для спортивных мероприятий или мероприятий, которые требуют видимости. Фотодиод или фоторезистор преобразует свет в сигнал.

• Диапазон: 0–100 000 люкс
• Точность: ±3%
• Время ответа: <1 второй

2 .6 Дополнительные экологические инструменты

В городских районах воздух, шум и визуальное загрязнение могут быть критическими параметрами, наряду с аспектами, связанными с погодой. Усовершенствованные погодные станции могут иметь следующие датчики на основе требований пользователей:

2 .6.1 Слительные вещества (PM2,5/10)

Эти датчики используют лазерное рассеяние, чтобы подсчитывать воздушные частицы в зависимости от их размера и формы. Значения PM2.5 и PM10 имеют решающее значение в показателях качества воздуха на основе здоровья.

• Диапазон: 0–1000 µг/м³
• Точность: ±10%
• Разрешение: 1 µг/м³
• Выход: µг/м³ или aqi (рассчитано)

2 .6.2 Датчик шума

Датчики шума контролируют уровни звука окружающей среды, чтобы обнаружить загрязнение или отслеживать активность в умных городах и общественных зонах.

• Диапазон: 30–130 дБ
• Точность: ±1.5 дБ

2 .6.3 Датчик видимости

Во время тумана, тумана или пыльных штормов видимость может быть резко снижена. Для обеспечения безопасных условий поездки, инструменты видимости могут быть подключены к погодным станциям для передового мониторинга:

• Диапазон: 10–10000 метров
• Точность: ±10%

3. Системная интеграция и общение

Каждый из инструментов на метеостанции генерирует сигналы, которые могут быть аналоговыми или цифровыми. Вот выходы типичного инструментария:

Погодные станции требуют минимальной мощности для работы. A 10–Солнечная панель 20 Вт и батарея 12V 7AH достаточно для стабильной работы. Более того, эти станции могут включать в себя емкость для регистрации, локальные ЖК-дисплеи и протоколы связи в реальном времени для поиска данных.

4. Заключение

Метеоспособная станция представляет собой комбинацию инструментов, устройств связи, модулей питания и механической структуры. Ключевой особенностью являются его инструменты, которые определяют его способность точно, точно и эффективно обнаруживать атмосферные параметры. Выбор правильного типа датчика (ветер, температура, дождь, излучение) может иметь жизненно важное значение для обеспечения надежных результатов.

Если вы ищете метеостанцию, которая предлагает масштабируемость, модульность и производительность, рассмотрите Rika Weather Stations . У них есть варианты от миниатюрной метеорологической станции до профессиональных, крупномасштабных метеорологических станций мониторинга. Их модульный подход позволяет покупателям иметь адаптированное решение для своих потребностей на сайте, данных и интеграции. Посетите веб -сайт Rika, чтобы исследовать их полный состав!

Часто задаваемые вопросы (FAQ)

• Могут ли погодные станции предсказать штормы или экстремальные погодные явления?

Да, погодные станции оснащены датчиками, которые измеряют ветер, температуру, давление, осадки и влажность. Метеорологи могут использовать эти параметры и их быстро меняющиеся значения для прогнозирования экстремальных погодных условий и гроз.

• С какими распространенными проблемами сталкиваются при использовании метеостанции?

Метеоспособная станция состоит из ряда инструментов. Значения дрейфа, проблемы связи, истощение батареи, физический ущерб и помехи насекомых могут вызвать проблемы в мониторинге погоды. Погодные станции, оснащенные фотоэлектрическими панелями, а также с оценками IP и IK, могут значительно снизить эти операционные риски.

• Какое обслуживание требуется метеостанции?

Мероприятия по техническому обслуживанию могут включать в себя очистку, калибровку, замену батареи, очистку фотоэлектрических панелей и физический осмотр. Кроме того, удаленное обслуживание может включать проверку точности инструментов и выполнение обновлений прошивки.

• Могут ли погодные станции отслеживать качество воздуха или уровни загрязнения?

Усовершенствованная метеорологическая станция, оснащенная инструментами, такими как твердые частицы (PM2,5/10), шум и датчики видимости, может отслеживать качество воздуха или уровни загрязнения. Некоторые могут даже показывать детекторы для ЛОС, угарный газ (CO), диоксид углерода (CO2), диоксид серы (SO2), диоксид азота (NO2) и озон (O3).