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So verwenden Sie einen atmosphärischen Sichtbarkeitssensor richtig ─ Installations- und Kalibrierungstipps

Wenn Sie in einem Bereich arbeiten, der die Überwachung der Außenluftqualität erfordert, sind Sie wahrscheinlich mit der Bedeutung eines atmosphärischen Sichtbarkeitssensors vertraut. Aber wussten Sie, dass es bei der Verwendung dieses Geräts um mehr geht, als es nur ein- und auszuschalten?

Atmosphärische Sichtbarkeitssensoren messen die von Licht zurückgelegte Entfernung oder Lichtauslöschung, die durch Schwebeteilchen in der Luft verursacht wird. Je dicker oder verschmutzter die Luft ist, desto weniger sichtbar ist sie. Sie sammeln Informationen über optische Eigenschaften wie Streukoeffizienten und Dämpfungsfaktoren, um Umweltparameter wie Aerosolkonzentrationen und säulenförmige Konzentrationen über einem bestimmten Gebiet oder einer bestimmten Region zu berechnen.

Sie bestehen aus zwei Hauptteilen: einer optischen Komponente, die aus verschiedenen Linsen, Spiegeln usw. besteht, die Licht von einer Quelle sammeln; und eine elektronische Komponente, die diese Informationen unter Verwendung mathematischer Gleichungen unter Verwendung eines als Signalverarbeitungstechniken bekannten Algorithmus verarbeitet, um verschiedene Umgebungsparameter zu berechnen.

Arten von atmosphärischen Sichtbarkeitssensoren

Die drei Haupttypen von Sensoren sind Transmissometer, Nephelometer und Multiwavelength Optical Scattering Radiometers (MSORS).

Transmissometer messen, wie viel Licht bei einer konstanten Wellenlänge, im Allgemeinen zwischen 470 nm und 580 nm im sichtbaren Spektrum, durch die Atmosphäre übertragen wird. Sie behalten auch die Genauigkeit in Situationen bei, in denen Schatten oder starker Nebel die Luftdurchlässigkeit erheblich verringern können.

Nephelometer messen die gesamte Umwelttrübung bei sichtbare Wellenlängen zwischen 400-700nm. Diese Geräte verwenden eine Extinktionstechnik, um Sensormesswerte zu bestimmen – sie emittieren ihre eigene Lichtquelle bei der zentralen Wellenlänge von 600 nm, die dann durch die Atmosphäre geht und dann von Schwebeteilchen in der Luft wie Staub, Rauch, Dunst, absorbiert oder gestreut wird. und andere Aerosole. Durch die Messung der Partikelkonzentrationsergebnisse bei 600 nm liefern Nephelometer einen Hinweis auf die Luftklarheit oder -trübung auf einer Skala von 0 (klar) bis 50 (undurchsichtig).

Optische Multiwellenlängen-Streuungsradiometer (MSOR) verwenden mehrere Laserquellen mit einer Bandbreite für genaue Messungen über verschiedene Winkel hinweg, um effektive Messungen unabhängig von den in der Umgebung vorhandenen Bedingungen zu ermöglichen. MSORs bieten Echtzeitergebnisse, die es Benutzern ermöglichen, sich an Änderungen wie Beleuchtungsstärke und Windgeschwindigkeit anzupassen. MSORs können Messwerte in einer Entfernung von bis zu 25 km von ihrem Standort mit einer Fehlerrate von etwa 65 Fuß/s2 Genauigkeit liefern, wodurch sie sich für Fernüberwachungsanwendungen wie Verkehrsstauwarnungen bei schweren Wetterbedingungen wie Nebel- oder Regensturmwarnsystemen eignen.

So verwenden Sie einen atmosphärischen Sichtbarkeitssensor richtig

Quelle: vaisala.com

Um genaue Messwerte von einem atmosphärischen Sichtbarkeitssensor sicherzustellen, ist es notwendig, das Instrument vor der Verwendung zu testen, zu validieren und zu kalibrieren, um Fehler oder Probleme mit Teilen oder Ausrüstungsteilen zu erkennen, die die während des Einsatzes erfassten Messwerte beeinflussen können. Darüber hinaus trägt das Befolgen etablierter Verfahren für Installation, Betrieb und Wartung dazu bei, bei jeder Messung genaue Messwerte sicherzustellen und die Lebensdauer im Laufe der Zeit zu verlängern.

Bei der Einrichtung von Feldstandorten für den Einsatz einer atmosphärischen Sichtbarkeitssensor, sollte bei der Auswahl von Standorten darauf geachtet werden, dass sie weit genug entfernt von Verschmutzungsquellen wie Klimaanlagen, Fabriken oder anderen motorisierten Fahrzeugen sind, sodass sie die Genauigkeit während der Datenerfassung beeinträchtigen könnten.

Auch potenzielle Störquellen wie Tiere, Boote oder Helikopter sollten nach Möglichkeit gemieden werden. Das Befolgen dieser Praktiken trägt dazu bei, die Datenintegrität bei jeder Verwendung zu schützen.

Ordnungsgemäße Installation

Um die atmosphärische Sicht genau zu messen, ist es ratsam, einen Atmospheric Visibility Sensor (AVS) zu installieren. Die Installation eines AVS ist eine unkomplizierte Aufgabe, die keine speziellen Tools oder Hintergrundkenntnisse erfordert. Bevor Sie beginnen, müssen Sie den Standort für Ihr AVS sichern, um einen ordnungsgemäßen Betrieb und optimale Ergebnisse sicherzustellen.

Wann Standort auswählen, ist der ideale Ort an einem Ort, an dem es nur minimale potenzielle Schadstoffe gibt, die die Messungen stören könnten, und an dem kein Laub in der Nähe wächst. Dies könnte neben einem Schornstein oder auf einem Dach sein, fern von Pflanzen oder tierischen Aktivitäten. Stellen Sie sicher, dass Ihr AVS genügend Platz um sich herum hat, damit der Luftstrom ungehindert in das Gerät gelangen kann.

Nachdem Sie einen geeigneten Standort ausgewählt haben, nehmen Sie sich etwas Zeit, um alle notwendigen Komponenten für den Aufbau zusammenzustellen. Ihr Sensor sollte Befestigungsmaterial, ggf. Sonnenschutzgitter, Kabelbinder und Kabel zur Stromversorgung und Datenübertragung umfassen. Weiteres optionales Zubehör sind unter anderem Stative für die Deckenmontage und Anschlussgewinde für die Wandmontage. Je nachdem, wo Sie Ihr AVS gekauft haben, kann dieses Zubehör im Paket enthalten oder separat als Add-Ons erhältlich sein.

Sobald alle Teile fertig sind, beginnen Sie schließlich mit der Installation Ihres Atmospheric Visibility Sensors unter Verwendung aller oben genannten Komponenten gemäß den Anweisungen des Herstellers, sorgfältig und genau und befolgen Sie jeden Schritt des Prozesses bis zum Abschluss der Installation.

Quelle: mdpi.com

Kalibrierung

Um die richtigen Parameter einzustellen, platzieren Sie das Gerät zunächst an einem Ort mit bekannter Partikelkonzentration und lassen Sie es 10 Minuten lang anpassen. Nach der Kalibrierung sollte alle 8 Stunden eine Standardisierung und täglich Validierungsexperimente durchgeführt werden, um genaue Messwerte sicherzustellen.

Die Kalibrierung umfasst zwei unterschiedliche Schritte – Nullpunktkalibrierung und Spannpunktkalibrierung. Während der Nullpunktkalibrierung wird ein leeres Filterpapier in den Sensor eingelegt; Danach wird der Nullpunkt des Instruments mithilfe einer Prüfluftquelle oder einer manuellen Einstellung eingestellt. Im Gegensatz zu anderen Kalibrierungen sind keine aufgezeichneten Punkte erforderlich, um diesen Vorgang abzuschließen. Im Gegensatz dazu erfordert die Spanpunktkalibrierung das Auftragen von Punkten gegen bekannte Aerosolkonzentrationen auf einer logarithmischen Skala, um zu bestimmen, wie stark Ihr Sichtbarkeitssensor die Aerosolkonzentration in der Umgebungsluft misst.

Nachdem die Kalibrierung abgeschlossen und verifiziert wurde, validieren Sie Ihre Instrumente, indem Sie überprüfen, ob Ihre gesamte Standardisierung innerhalb eines akzeptablen Bereichs verläuft. Messen Sie außerdem die tägliche Genauigkeit durch Vergleich mit zertifizierten Messgeräten oder Referenzstandorten in der Nähe wie Stationen der National Oceanic and Atmospheric Association (NOAA) während bestimmter Zeiträume, sofern verfügbar.

Zusammenfassung

Zu wissen, wie die verschiedenen Komponenten dieses Instruments richtig verwendet werden, ist unerlässlich, um die Sichtweite genau zu messen. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, weil Lichtübertragung aufgrund zahlreicher Faktoren wie Wetterbedingungen und Gelände variiert, sollten Sie Ihren Sichtweitesensor immer regelmäßig kalibrieren. Darüber hinaus können Sie durch geringfügige Anpassungen genauere Ergebnisse erzielen. Nehmen Sie sich die Zeit, um zu lernen, wie Sie Ihren atmosphärischen Sichtbarkeitssensor richtig verwenden, um sicherzustellen, dass Sie genauere Ergebnisse und bessere Einblicke in die Sichtbarkeit Ihrer Umgebung erhalten.

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