Se você trabalha em um campo que requer monitoramento da qualidade do ar externo, provavelmente está familiarizado com a importância de um sensor de visibilidade atmosférica. Mas você sabia que usar esse equipamento envolve mais do que simplesmente ligá-lo e desligá-lo?
Os sensores de visibilidade atmosférica medem a distância percorrida pela luz, ou extinção da luz, causada por partículas suspensas no ar. Quanto mais denso ou poluído for o ar, menos visível ele será. Eles coletam informações sobre propriedades ópticas, como coeficientes de dispersão e fatores de atenuação, a fim de calcular parâmetros ambientais, como concentrações de aerossóis e concentrações colunares em uma determinada área ou região.
Eles consistem em duas partes principais: um componente óptico, que consiste em várias lentes, espelhos, etc., que coletam a luz de uma fonte; e um componente eletrônico que processa essas informações por meio de equações matemáticas usando um algoritmo conhecido como técnicas de processamento de sinal para calcular vários parâmetros ambientais.
Tipos de sensores de visibilidade atmosférica
Os três principais tipos de sensores são transmissômetros, nefelômetros e radiômetros de espalhamento óptico de comprimento de onda múltiplo (MSORS).
Transmissômetros medem quanta luz é transmitida através da atmosfera em um comprimento de onda constante, geralmente entre 470nm-580nm no espectro visível. Eles também mantêm a precisão em situações em que sombras ou altos níveis de neblina podem reduzir significativamente a transparência do ar.
Os nefelômetros medem a turbidez ambiental total em comprimentos de onda visíveis entre 400-700 nm. Esses dispositivos usam uma técnica de extinção para determinar as leituras do sensor - eles emitem sua própria fonte de luz no comprimento de onda central de 600 nm que então atravessa a atmosfera e é então absorvida ou espalhada por partículas suspensas no ar, como poeira, fumaça, neblina, e outros aerossóis. Ao medir os resultados da concentração de partículas a 600 nm, os nefelômetros fornecem uma indicação da clareza ou turbidez do ar em uma escala de 0 (transparente) a 50 (opaco).
Radiômetros de espalhamento óptico de comprimento de onda (MSOR) usam várias fontes de laser em torno de uma largura de banda para medições precisas em vários ângulos para medições eficazes, independentemente das condições presentes no ambiente. Os MSORs oferecem resultados em tempo real que permitem aos usuários ajustar dependendo das mudanças, como níveis de iluminação e velocidade do vento. Os MSORs podem fornecer leituras de até 25 km de distância de sua localização com uma faixa de precisão de cerca de 65 pés/seg2, tornando-os adequados para aplicações de monitoramento de longo alcance, como avisos de congestionamento de tráfego durante condições climáticas severas, como sistemas de alerta de nevoeiro ou tempestades de chuva.
Como usar corretamente um sensor de visibilidade atmosférica
Fonte: vaisala.com
Para garantir leituras precisas de um sensor de visibilidade atmosférica, é necessário testar, validar e calibrar o instrumento antes do uso para detectar erros ou problemas com peças ou equipamentos que possam afetar as leituras feitas durante a implantação. Além disso, seguir os procedimentos estabelecidos para instalação, operação e manutenção ajudará a garantir leituras precisas sempre que uma medição for realizada, além de prolongar sua vida útil ao longo do tempo.
Ao estabelecer locais de campo para implantação de um sistema atmosférico sensor de visibilidade, deve-se ter cuidado ao selecionar locais que estejam longe de fontes de poluição, como condicionadores de ar, fábricas ou outros veículos motorizados próximos o suficiente para que possam interferir na precisão durante a coleta de dados.
Além disso, fontes potenciais de perturbação, como animais, barcos ou helicópteros, também devem ser evitadas, se possível. Seguir essas práticas ajudará a proteger a integridade dos dados sempre que forem usados.
Instalação adequada
Para medir com precisão a visibilidade atmosférica, é aconselhável instalar um Sensor de Visibilidade Atmosférica (AVS). A instalação de um AVS é uma tarefa simples que não requer nenhuma ferramenta especial ou conhecimento prévio. Antes de começar, você precisará garantir a localização do seu AVS para garantir a operação adequada e os melhores resultados.
Quando selecionando um local, o local ideal será em um local onde haja o mínimo de poluentes potenciais que possam interferir nas medições e sem folhagem crescendo nas proximidades. Isso pode estar próximo a uma chaminé ou no topo de um telhado, longe de plantas ou atividade animal. Certifique-se de que seu AVS tenha bastante espaço ao redor para que o fluxo de ar possa entrar sem impedimentos no dispositivo.
Depois de selecionar um local adequado, reserve um tempo para coletar todos os componentes necessários para a configuração. Seu sensor deve incluir hardware de montagem, telas de proteção solar, se aplicável, abraçadeiras e cabos para fornecimento de energia e transmissão de dados. Outros acessórios opcionais podem incluir tripés para montagem no teto e roscas de conexão para montagem na parede, entre outros. Dependendo de onde você comprou seu AVS, esses acessórios podem estar incluídos no pacote ou disponíveis separadamente como complementos.
Por fim, com todos os itens prontos, inicie a instalação do seu Sensor de Visibilidade Atmosférica utilizando todos os componentes citados acima conforme as instruções do fabricante seguindo com atenção e precisão cada etapa do processo até a finalização da instalação.
Fonte: mdpi.com
calibragem
Para definir os parâmetros corretos, comece colocando o dispositivo em um local com uma concentração de partículas conhecida e deixe-o ajustar por 10 minutos. Após a calibração, a padronização deve ser realizada a cada 8 horas e os experimentos de validação devem ser realizados diariamente para garantir leituras precisas.
A calibração envolve duas etapas distintas ─ Calibração do Ponto Zero e Calibração do Ponto Span. Durante a calibração do ponto zero, um papel de filtro vazio é instalado no sensor; depois disso, o ponto zero do instrumento é definido usando uma fonte de ar de verificação ou ajuste manual. Ao contrário de outras calibrações, nenhum ponto plotado é necessário para concluir este processo. Em contraste, a calibração do ponto de amplitude requer a plotagem de pontos em relação a concentrações conhecidas de aerossóis em uma escala logarítmica para determinar quanto seu sensor de visibilidade mede o nível de concentração de aerossóis no ar ambiente.
Depois que a calibração for concluída e verificada, valide seus instrumentos verificando se toda a sua padronização está dentro de uma faixa aceitável. Além disso, meça a precisão diária por meio da comparação com dispositivos de medição certificados ou locais de referência localizados próximos, como estações da National Oceanic and Atmospheric Association (NOAA) durante determinados períodos de tempo, se estiverem disponíveis.
Conclusão
Saber usar corretamente os diferentes componentes deste instrumento é essencial para medir com precisão a visibilidade. É importante lembrar que porque transmissão de luz varia com base em vários fatores, como condições climáticas e terreno, você deve sempre calibrar seu sensor de visibilidade regularmente. Além disso, fazer pequenos ajustes pode ajudá-lo a obter resultados mais precisos. Reservar um tempo para aprender como usar corretamente seu sensor de visibilidade atmosférica garantirá que você obtenha resultados mais precisos e melhores percepções sobre a visibilidade do seu ambiente.
