Stacje pogodowe i pomiar wilgotności powietrza – zasada działania
- Szczegóły
Rolnictwo jest w znacznym stopniu uzależnione od warunków pogodowych. Hodowla roślin uprawnych zależy od temperatur powietrza, ilości opadów, nasłonecznienia oraz innych zjawisk atmosferycznych. Możliwość przewidzenia tych zjawisk pomogłaby w profilaktyce, redukując negatywne skutki.
Podstawowe pojęcia
Pogoda to ogół zjawisk atmosferycznych w troposferze nad określonym obszarem i w określonym czasie. Zalicza się do nich opady, temperatura, wilgotność, nasłonecznienie i wiatry.
Klimat to ogół zjawisk pogodowych panujących na danym obszarze w wieloletnim okresie.
Rola stacji pogodowych w rolnictwie
Wielkopolski Ośrodek Doradztwa Rolniczego w Poznaniu, pod kierunkiem Zarządu Województwa Wielkopolskiego, założył sieć polowych stacji meteorologicznych, początkowo w oparciu o gospodarstwa demonstracyjne WODRu. Stacje te działają samodzielnie i niezależnie, przesyłając dane do komputera za pomocą sieci komórkowej. Zasilane są akumulatorami, które mogą pobierać energię z paneli fotowoltaicznych. Rolnicy mogą korzystać z tych danych poprzez stronę internetową WODR.
Standardowe czynniki pogodowe mierzone przez stacje to temperatura powietrza, wilgotność względna, suma opadów deszczu i jego intensywność, ciśnienie atmosferyczne, prędkość i kierunek wiatru oraz temperatura punktu rosy.
Przeczytaj także: Jakość powietrza Opole - aktualna sytuacja
Dla przykładu, potrzeby wodne roślin określa się zazwyczaj w postaci opadów i ich rozkładu w ciągu okresu ich rozwoju. Wymagania wodne dla żyta ocenia się w Polsce na poziomie ok. 260 mm, dla pszenicy 254 mm, jęczmienia 267 mm, z kolei ziemniak wymaga opadów na poziomie od 260 mm do 390 mm, a burak cukrowy - aż ok 450 mm.
Zasady instalacji stacji pogodowych
Specjaliści zalecają umieszczanie stacji meteorologicznych z dala od budynków, drzew i innych przeszkód, szczególnie w przypadku deszczomierzy i czujników wiatru. Odległość od najbliższego obiektu powinna być dwu- lub trzykrotnie większa od wysokości obiektu dla deszczomierzy i nawet pięciokrotnie większa dla czujników wiatru.
Warto również pomyśleć o instalacji alarmowej i zabezpieczeniu przed wandalami.
Typowe komponenty stacji pogodowej
Większość stacji pogodowych dostępnych na rynku charakteryzuje się radiową transmisją danych. Standardowy zestaw zawiera jednostkę główną, anemometr, termo-higrometr, miernik opadu, baro-termo-higrometr oraz zasilacz elektryczny.
- Anemometr: mierzy prędkość i kierunek wiatru.
- Termo-higrometr: mierzy temperaturę i wilgotność.
- Miernik opadów: szacuje ilość opadów.
Ciekawym rozwiązaniem jest kalendarz zegarowy, który synchronizuje się automatycznie, kiedy jest w zakresie sygnału radiowego generowanego z Frankfurtu (DCF77). Bardzo przydatną funkcją jest tzw. alarm pogodowy. Otóż jest to możliwość zaprogramowania wybranego parametru pogodowego i jego wartości celem powiadomienia właściciela o zaistniałych właśnie takich warunkach.
Przeczytaj także: Jakość powietrza w Rudzie Śląskiej: Gdzie sprawdzić?
Stacje pogodowe są też wyposażane w rejestratory pozwalające do długoterminowej rejestracji parametrów klimatu z różną liczbą kanałów wejściowych. Najczęściej zdarza się, że standardowe rejestratory posiadają od 10 do 15 tego typu wejść dla czujników i urządzeń pomiarowych zewnętrznych.
Przykłady stacji pogodowych
Na rynku dostępne są różne modele stacji pogodowych, od prostych urządzeń do bardziej zaawansowanych systemów.
Proste urządzenie: Wyposażone w sondę o długości 1,3 m do wskazań podstawowych parametrów pogodowych jakimi są temperatura zewnętrzna i wewnętrzna, co jednak na pewno trudno nazwać profesjonalną stacją pogodową lub dającą pełny obraz warunków na zewnątrz.
Bezprzewodowa stacja pogodowa WS 9040 IT: Posiada m.in. wskaźnik poziomu komfortu, wskaźnik fazy księżyca, możliwość wskazań względnego/bezwzględnego ciśnienia atmosferycznego. Główny moduł jest bogato wyposażony w zegar radiowy, pokazujący datę i dzień tygodnia, posiada opcję włączenia/wyłączenia odbioru sygnału czasu, uwzględniając strefy czasowe od - 12 do + 12 godzin. Do tego ma kalendarz, wskaźnik temperatury °C/°F. Poza tym wskazuje i zapisuje wartości temperatury i wilgotności powietrza z zapisem minimalnych i maksymalnych. Co jest ciekawe, system posiada możliwość ustawienia trzech czułości przełączania symboli pogodowych, wybieranych indywidualnie przez użytkownika. Zakres pomiarowy temperatury na zewnątrz obejmuje przedział -39,9 do +59,9°C a wewnętrznej -9,9 do +59,9°C. Sygnał przesyłany jest na częstotliwości radiowej wynoszącej 868 MHz.
Stacja pogody TFA Spectro 35.1089. IT: Mierzy temperaturę wewnętrzną i zewnętrzną, pokazując też wartości minimum i maksimum oraz na ekranie zaprezentowane graficzne symbole pogody. Stacja pogodowa dosyć dokładnie mierzy wilgotność oraz temperaturę wewnątrz pomieszczenia w zakresie od -10°C do +38°C i na zewnątrz, od -40°C do 60°C. Jej zaletami są funkcje wskazywania prognozy pogody i tendencji ciśnienia.
Przeczytaj także: Opinie o stacjach uzdatniania wody Radom/Warszawa
Higrometry - czujniki wilgotności
Higrometr to urządzenie do precyzyjnego pomiaru wilgotności powietrza, pozwalające na monitorowanie i utrzymanie optymalnego poziomu wilgotności. Nieodpowiednia wilgotność powietrza może wpływać negatywnie na samopoczucie ludzi, powodować uczucie suchości w nosie, gardle czy oczach.
Odpowiednie zastosowanie higrometru ma znaczenie nie tylko dla naszego komfortu, ale również dla utrzymania w dobrym stanie różnego rodzaju materiałów. W pomieszczeniach, w których przechowuje się obrazy, książki czy instrumenty muzyczne, wilgotność powietrza jest kluczowym czynnikiem sprzyjającym ich odpowiedniemu konserwowaniu.
Zasada działania higrometru
Higrometry wykorzystują różne technologie, najpopularniejsze to higrometry pojemnościowe i rezystancyjne.
- Higrometry rezystancyjne: mierzą wilgotność poprzez zmianę rezystancji materiału, który pochłania lub oddaje wilgoć.
Lokalizacja higrometru
Czujnik nie powinien być wystawiony bezpośrednio na promienie słoneczne, ani umieszczony blisko źródeł ciepła jak kaloryfery czy piece. Skup się na pomieszczeniach, gdzie spędzasz najwięcej czasu lub gdzie precyzyjny pomiar wilgotności jest szczególnie istotny - może to być sypialnia, salon, pomieszczenia z roślinami, czy też miejsca przechowywania żywności. Pamiętaj, że montaż czujnika wilgotności powinien być przemyślany i dostosowany do Twoich indywidualnych potrzeb.
Zasada działania stacji pogodowej
Stacja pogodowa działa w oparciu na falach radiowych. Odbiera sygnały nadawane głównie z Niemiec i Szwajcarii. Oprócz warunków atmosferycznych sprzęt pobiera również informacje o aktualnej dacie i godzinie w bieżącej lokalizacji.
Stacje pogodowe działają w zakresie od -20 do nawet +50 stopni Celsjusza. Należy zwrócić uwagę na te wartości, aby uniknąć nieprzyjemnego zaskoczenia zimą, choć zdarzają się też modele prawidłowo pracujące przy jeszcze większych mrozach.
Budowa stacji pogodowej
Stacja pogodowa to zestaw składający się przynajmniej z dwóch elementów:
- Centrala z wyświetlaczem do odczytywania danych i wbudowanym sensorem zbierającym dane wewnątrz pomieszczenia.
- Minimum jeden czujnik do montażu na zewnątrz, łączący się z centralą przez kabel lub bezprzewodowo.
Najważniejsze funkcje stacji pogodowej
- Pomiar temperatury i wilgotności powietrza.
- Kontrolowanie ciśnienia atmosferycznego i przewidywanie pogody.
- Przesyłanie danych do aplikacji w smartfonie (w zaawansowanych modelach).
Zasilanie stacji pogodowej
Do wyboru są stacje pogodowe zasilane bezprzewodowo (bateryjnie), przewodowo lub łączące obie te możliwości. Czujniki zewnętrzne mogą być zasilane energią słoneczną.
Analogowe stacje pogodowe
Drewniane stacje pogody oparte o analogowe mechanizmy, wykorzystują proste zjawiska fizyki do pomiarów ciśnienia, wilgotności i temperatury.
Barometr analogowy
Najważniejszą częścią mechanizmu jest puszka membranowa, zwana puszką Vidiego. Na etapie produkcji wypompowano z niej znaczna część powietrza, tak aby ciśnienie w urządzeniu było dużo mniejsze od tego atmosferycznego. Ciśnienie atmosferyczne wywiera nacisk na puszkę, odkształcając ją i zmieniając jej kształt. Odkształcenia puszki membranowej połączone są ze wskazówką, które pokazują te delikatne zmiany. Dzięki temu możemy na skalibrowanej skali barometru odczytać wartość aktualnego ciśnienia powietrza.
Higrometr analogowy (włosowy)
Mechanizm takiego barometru zawiera wiązkę włosów, które reagują na zmiany wilgotności. W naszych urządzeniach nie korzysta się z prawdziwych włosów, są one zastąpione bimetalem. Bimetal wydłuża się kiedy rośnie wilgotność względna a skręca gdy maleje.
Termometr analogowy
Nasze termometry są zbudowane z alkoholu, który zastąpił szkodliwą rtęć. To bardzo prymitywne urządzenie działa w oparciu o zjawisko związane z rozszerzaniem sie cieczy podczas zmiany temperatury. Im wyższa temperatura tym większa objętość alkoholu, która jest wypychana w górę rurki. Co ciekawe, bimetal również może być wykorzystany do budowy termometru.
Ważna sprawa - nie można obracać wskazówki dookoła osi, czyli kręcić nią dookoła! Ruch wskazówki powinien ograniczać się do zakresu skali. Dlatego nie można przekręcać wskazówki poza skalę. danego obszaru. Kalibracji należy dokonać w miejscu gdzie będzie używany. Nie należy umieszczać stacji pogody na mokrych ścianach na zewnątrz, ani w pobliżu źródeł światła, spowodowałoby to niedokładne pomiary.
Barometry z zewnętrzną wskazówką: Wskazówka z regulacją znajduje się z przodu urządzenia służy do „zapamiętania” ostatnio badanego ciśnienia, aby przy następnym pomiarze móc zobaczyć różnicę.
tags: #stacje #pogodowe #pomiar #wilgotności #powietrza #zasada
