Ogródek meteorologiczny


Opiekun:
dr hab. inż. Marta Cebulska
e-mail: Marta.Cebulska@pk.edu.pl
tel: +48 12 628 2085
WIŚiE p. 103

Zakres pomiarowy laboratorium meteorologicznego – stanowiska pomiarowe, przyrządy opracowali: Marta Cebulska i Marek Bodziony.
Czujniki meteorologiczne znajdujące się w ogródku meteorologicznym przy budynku Houston. W budynku Houston znajduje się rejestrator i stanowisko komputerowe ze specjalistycznym oprogramowaniem do gromadzenia i przetwarzania danych.
W obrębie laboratorium meteorologicznego (ogródka meteorologicznego) znajduje się siedem stanowisk pomiarowych:

StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
1Zestaw do pomiaru temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiaru strumienia ciepła glebowego
Pomiar temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiar strumienia ciepła glebowego, który możliwy jest poprzez zainstalowane od strony południowej z dala od klatki meteorologicznej czujniki temperatury powietrza przy gruncie (termometr minimalny) oraz gruntu na pięciu standardowych głębokościach (tj. na głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm).

Specyfikacja techniczna czujnika temperatury gruntu.
Ceramiczny czujnik temperatury gruntu Pt100 odznacza się:
  • dużym zakresem pomiarów tj. od -50 do +60 ºC,
  • lepszą dokładnością pomiarów niż ± 0,1 ºC (w temperaturze 0 ºC),
  • czułością min. 0,4 W/ºC.
Specyfikacja techniczna czujnika (z automatyczną kalibracją) do pomiaru strumienia ciepła glebowego.
Czujnik do pomiaru strumienia ciepła glebowego odznacza się:
  • znacznym zakresem pomiarów tj. od -30 do +70 ºC,
  • grubością czujnika do 5 mm,
  • niewielką średnicą tj. 80 mm,
  • dokładnością do ± 3% odczytu.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony

POLOWA CZĘŚĆ LABORATORIUM HYDRAULICZNEGO

StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
2Zestaw do pomiaru promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia
Skład zestawu stanowią heliograf oraz czujnik do pomiaru usłonecznienia (heliometr), a także przyrządy do pomiaru promieniowania – bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz).

Heliograf
Przyrząd służący do rejestrowania czasu bezpośredniego świecenia Słońca. Na polskiej sieci obserwacyjnej używa się heliografów systemu Campbell-Stokesa, którego zasadniczą częścią jest szklana kula o średnicy 9,6 cm. Światło słoneczne padające na kulę skupia się po przeciwnej jej stronie na pasku ze specjalnego kartonu i wypala na nim ślad, z którego wyznacza się czas świecenia Słońca czyli usłonecznienie.

Heliometr
Przyrząd do pomiaru promieniowania padającego i odbitego oraz pomiar usłonecznienia.
Specyfikacja techniczna czujnika do pomiaru promieniowania – bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz):
  • zakres spektralny: od 285 do 2800 nm,
  • czułość: od 7 do 14 µV / W / m²,
  • czas reakcji: ±5 s,
  • zakres temperatur pracy: 40 °C do +80° C,
  • maksymalne promieniowanie słoneczne: 1200 W/m2,
  • pole widzenia: 180°.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
3Stanowisko do pomiaru wysokości opadów składa się z dwóch telemetrycznych czujników wysokości opadów oraz detektora opadu, a także ze standardowego deszczomierza Hellmanna oraz pluwiografu. Detektor opadu umieszczono na maszcie w odległości 2,0 m nad poziomem terenu.

Deszczomierz Hellmanna
Przyrząd do pomiaru wysokości opadów atmosferycznych o powierzchni chwytnej 200 cm2, składa się z następujących części wykonywanych z blachy cynkowej:
  • podstawy,
  • odbiornika,
  • zbiornika,
  • wkładki,
  • pokrywki.
Przyrząd przymocowuje się do słupka od strony północnej na takiej wysokości, żeby górna krawędź mosiężnego pierścienia u zbiornika deszczomierza znajdowała się na wysokości 1 m (nad pow. terenu) na posterunkach w terenie wzniesionym do 500 m n.p.m.
Specyfikacja techniczna czujnika wysokości opadów:
  • typ obudowy: Hellmann,
  • powierzchnia chwytna czujnika znajduje się na wysokości 1.0 m nad powierzchnią terenu,
  • powierzchnia chwytna: 200 cm2,
  • zakres pomiarowy: 0÷5 mm/min,
  • rozdzielczość pomiaru: 0.1 mm,
  • element aktywny: korytko wywrotowe,
  • temperatura pracy: -30÷60°C.
Dodatkowe charakterystyki:
(1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora,
(2) duża dokładność odczytu,
(3) temperatura wnętrza – minimum 3 °C (± 0.5 °C),
(4) waga 3500 g.

Czujnik detekcji opadu
Specyfikacja techniczna detekcyjnego czujnika opadu:
  • czułość detekcji: 0.05 cm2,
  • temperatura pracy: -30÷60 °C,
  • niska waga: 500 g.
Dodatkowe charakterystyki:
(1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora,
(2) prąd zasilania: 12 V DC, 5 mA ,
(3) napięcie grzania: 12 V AC lub 12 V DC.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
4Zestaw trzech standardowych klatek meteorologicznych z czujnikami oraz z przyrządami tradycyjnymi (stanowisko 4), a także stanowisko w którym dokonuje się pomiaru temperatury i wilgotności powietrza na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m (stanowisko 6).
Przyrządy znajdujące się w klatkach meteorologicznych służą do pomiarów i ciągłej rejestracji temperatury oraz wilgotności powietrza. Na maszcie, o wysokości 10 m umiejscowione są czujniki do pomiaru temperatury i wilgotności powietrza w osłonach przeciwradiacyjnych.
Czujniki te znajdują się na wysokościach: 2.0; 3.0; 4.0 i 8.0 m nad powierzchnią terenu na
wysięgnikach przymocowanych do masztu.

Trzy standardowe klatki meteorologiczne z czujnikami oraz z „tradycyjnymi” przyrządami; w pierwszej klatce meteorologicznej umieszczono: termograf, higrograf, higrometr oraz psychrometr Augusta, kolejne zawierają: pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala) jak również ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 (klatka środkowa) oraz psychrometr wentylowany, a także czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip (klatka trzecia)

Klatka meteorologiczna
tradycyjna wykonana z drewna o przybliżonych wymiarach wewnętrznych: szerokość – 75 cm, głębokość – 48 cm i wysokość – 48 cm. Ścianki klatki wykonane z podwójnych żaluzyjek, w których deseczki są nachylone względem poziomu pod kątem 45°. Dno klatki tworzą trzy deski, z których środkowa znajduje się o kilka cm wyżej od dwóch bocznych. Dach klatki posiada dwa podkłady: dolny (wewnętrzny) – jest ułożony poziomo i posiada szereg okrągłych otworów, zaś górny (zewnętrzny) – jest pochylony do tyłu klatki.

Akcesoria specjalistyczne do klatek meteorologicznych:
  • termograf – rejestruje samoczynnie i w sposób ciągły przebieg temperatury powietrza,
  • higrograf – urządzenie, które samoczynnie i w sposób ciągły rejestruje przebieg wilgotności względnej powietrza w postaci linii zwanej higrogramem,
  • psychrometr Augusta – tworzą dwa termometry tzw. zwykły suchy i zwilżony,
  • podziałka termometru zwykłego obejmuje zakres od –37 do +50 °C, a każdy stopień podzielony jest na pięć części, z których każda odpowiada 0,2 °C,
  • higrometr – służy do wyznaczenia wilgotności względnej powietrza,
  • pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy czujnik temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala),
  • ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 w tym w osłonach przeciwradiacyjnych,
  • psychrometr wentylowany – czujnik temperatury „suchy” i „zwilżony” ceramiczny Pt100, dla którego zakres pomiaru wynosi od -50 do 60 °C,
  • czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip – którego zakres pomiaru wilgotności powietrza stanowi od 0 do 100% RH, temperatura -50 do 100 °C.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
5Zestaw urządzeń do pomiaru widzialności powietrza
Pomiar widzialności powietrza;
Czujnik widzialności powietrza umiejscowiony został na wysięgniku przymocowanym do masztu na wysokości 2 m, dla którego zakres pomiaru widzialności wynosi od 10 do 2000 m.
Specyfikacja techniczna czujnika widzialności powietrza:
  • Rozpoznawanie minimum 4 różnych typów opadu (deszcz, mżawka, śnieg, deszcz lodowy).
  • Rozpoznawanie m.in. mgły, gęstej mgły, dymu, piasku.
  • Temperatura środowiska pracy: od – 40 do 55 °C.
  • Wilgotność środowiska pracy: od 0 do 100 %.
Dodatkowe charakterystyki:
(1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora.
(2) prąd zasilania: 12 V do 50 V DC.
(3) zasilanie z rejestratora.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
6Gradientowy pomiar temperatury i wilgotności powietrza na wysokościach; 2, 3, 4, 8 m odbywa się z uwzględnieniem czujników wilgotności powietrza i temperatury powietrza, które znajdują się w osłonach antyradiacyjnych. Czujniki te znajdują się na wysięgnikach przymocowanych do masztu.
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
StanowiskoOpis stanowiska pomiarowego
7Zestaw urządzeń do pomiaru kierunku i prędkości wiatru
Pomiar kierunku i prędkości wiatru. Przyrządy pomiarowe zlokalizowane są na maszcie metalowym o wysokości 10 m. Konstrukcja masztu jest uziemiona i zabezpiecza pracę czujników przed skutkami zjawisk atmosferycznych (np. wyładowanie atmosferyczne). Stanowisko wyposażono w przyrządy: ultradźwiękowy anemorumbometr, czujnik kierunku wiatru – rumbometr, czujnik prędkości wiatru – anemometr czaszowy.
Specyfikacja techniczna czujnika kierunku wiatru (rumbometr):
  • wysokość montażu: 10 m,
  • zakres pomiarowy: 0÷360°,
  • dokładność pomiaru: 1°,
  • wyjście cyfrowe,
  • 1/64 kąta pełnego wyjście w 6 bitach w kodzie Grey’a,
  • dokładność odczytu: 1°,
  • sygnał wyjściowy- kod Grey’a,
  • napięcie zasilania: 12 V DC,
  • prąd zasilania: 15÷45mA,
  • zasilacz: połączenie kablowe – zasilanie z rejestratora i odbiór sygnału przez rejestrator
Specyfikacja techniczna czujnika prędkości wiatru (anemometr czaszowy):
  • wysokość montażu: 10 m,
  • zakres pomiarowy- 0 ÷ 40°,
  • dokładność pomiaru: 0,5 m/s,
  • wyjście cyfrowe,
  • dokładność odczytu: 0,1 m/s,
  • próg zadziałania < 0.5 m/s,
  • element aktywny wirnik czaszowy,
  • prąd zasilania: 1,6mA (4÷20mA),
  • temperatura pracy: -30÷+60°C
  • zasilacz: połączenie kablowe – zasilanie z rejestratora i odbiór sygnału przez rejestrator
foto: Jan Zych, Marek Bodziony
DaneDane są przechowywane na serwerach firmy TRAXELEKTRONIK oraz na serwerze GiGW. Na bieżąco można monitorować zmiany parametrów meteorologicznych, gdyż dostęp do danych jest on-line

Dopasuj wyświetlanie