Aktuální vydání

celé číslo

11

2019

Využití robotů, dopravníků a manipulační techniky ve výrobních linkách

Průmyslové a servisní roboty

celé číslo

Přesné měření meteorologických veličin

Přesné měření meteorologických veličin

Firma Vaisala dodává od roku 1999 převodníky pro měření barometrického tlaku a relativní vlhkosti a teploty vzduchu. Náhradou předchozího typu PTU200 je jeho nástupce – přístroj PTU300, plně digitální převodník tří veličin s několika zdokonalenými i zcela novými funkcemi.

Význam měření meteorologických veličin

Tlak, vlhkost a teplota patří mezi nejdůležitější a nejčastěji měřené veličiny okolní atmosféry, zejména pro meteorologické účely. Nový převodník PTU300 umožňuje velmi kvalitně měřit všechny tyto veličiny jediným přístrojem.

Zajímavá je potřeba takového měření při sledování stavu atmosféry prostřednictvím signálu družicového navigačního systému (Global Positioning System – GPS). Na trase signálu GPS totiž dochází k jeho zpoždění vlivem přítomnosti vodních par, tzv. mokré složky troposféry. Při přesném měření barometrického tlaku, vlhkosti a teploty u antény přijímače GPS lze ze signálu GPS odstranit všechny ostatní chyby a následně odhadnout množství vodní páry schopné kondenzace, kterou atmosféra obsahuje.

Běžné je, že když kalibrační a zkušební laboratoře uvádějí stav prostředí v laboratoři během zkoušky či kalibrace, jsou zpravidla nepostradatelnými parametry tlak, vlhkost a teplota vzduchu. Znalost jejich hodnot se také vyžaduje při přesných laserových interferometrických měřeních, neboť umožňuje kompenzovat vliv prostředí na paprsek měřicího laseru a měření zpřesnit. Měřit uvedené parametry, ať už k přímému použití nebo pro kompenzaci chyb, vyžadují i jiné úlohy, např. měření výfukových emisí při zkouškách spalovacích motorů apod.

Spolehlivost měření

Atmosférický tlak je v kombinovaném převodníku PTU300 měřen snímačem Vaisala Barocap®, vynikajícím velkou přesností měření a výbornou dlouhodobou stabilitou. Zákazník může při objednávce převodníku PTU300 volit mezi dvěma třídami přesnosti měření. Převodník může obsahovat buď jeden, nebo dva snímače Barocap. Varianta se dvěma snímači nabízí větší spolehlivost při měření tlaku, a to na principu redundance. S vestavěnými dvěma snímači převodník vykonává dvě na sobě nezávislá měření tlaku a vedle naměřené hodnoty poskytuje také informaci o její hodnověrnosti.

Obr. 1.

Obr. 1. Kombinovaný převodník Vaisala PTU300 k přesnému měření tlaku, vlhkosti a teploty okolního prostředí s příslušnými sondami

Vedle okamžitých hodnot barometrického tlaku poskytuje převodník PTU300 také údaje o vývoji tlaku a kód tlakové tendence, jak je požaduje Světová meteorologická organizace (WMO). Informace o vývoji tlaku udává velikost změny tlaku a kód tlakové tendence povahu tlakové tendence během tří hodin předcházejících okamžiku pozorování.

Výběr sondy

Nový převodník lze snadno konfigurovat podle potřeb dané úlohy a na výběr je několik sond se senzory vlhkosti a teploty (obr. 1):

  • kombinovaný převodník PTU301 s pevnou sondou na měření vlhkosti a teploty je vhodný zejména ke sledování prostředí v kalibračních a zkušebních laboratořích,

  • převodník PTU303 má kabelovou sondu, kterou lze snadno instalovat např. do stínicího krytu v meteorologické stanici,

  • převodník PTU307, vhodný pro náročná venkovní a meteorologická měření, se vyznačuje patentovanou metodou měření s použitím vyhřívané sondy, která za všech podmínek chrání senzor vlhkosti před kondenzací par; převodník tak vždy měří skutečnou vlhkost okolního prostředí,

  • převodník PTU30T se sondou teploty na kabelu se použije tehdy, když stačí měřit jen tlak a teplotu.

Vlhkost měří v novém převodníku PTU300 snímač Vaisala Humicap®, stejně jako snímač tlaku Barocap, s vynikající velkou přesností měření a dlouhodobou stabilitou. Vedle hodnoty relativní vlhkosti poskytuje nový převodník také hodnoty vypočítávaných vlhkostních veličin, jako jsou teplota rosného nebo zámrzného bodu, absolutní vlhkost, teplota mokrého teploměru atd.

Kalibrace snímačů všech tří měřených veličin – barometrického tlaku, relativní vlhkosti a teploty – jsou navázány na etalony v NIST (National Institute of Standards and Technology, USA).

Snadná obsluha

Volitelným příslušenstvím kombinovaného převodníku PTU300 je grafický displej s intuitivním uživatelským rozhraním realizovaným v podobě menu se snadnou volbou zobrazované veličiny i měřicí jednotky. Za komunikační jazyk lze zvolit angličtinu, němčinu, francouzštinu, španělštinu, švédštinu, finštinu nebo japonštinu.

Uživatel může na displeji sledovat průběhy vybraných veličin v šesti různých časových oknech až po dobu jednoho roku aktivní činnosti jednotky a kurzorem vybírat z průběhů jednotlivé hodnoty k digitálnímu zobrazení.

Možnosti připojení

Nový převodník nabízí několik různých komunikačních rozhraní. Standardním výstupem je linka RS-232, ale data lze přenášet také po lince RS-485. Dále jsou k dispozici lineární napěťové a proudové signály všech tří měřených veličin s rozsahy snadno nastavitelnými jednoduchými přepínači.

Napájecí napětí je 10 až 35 V DC, takže převodník lze napájet i z baterií a při použití doplňkového modulu také ze všech běžných síťových zdrojů střídavého napětí.

Díky univerzálnímu napájení a možnosti instalovat displej je převodník PTU300 skutečně užitečným mobilním zařízením pro měření parametrů okolního prostředí. Navíc může být vybaven i výstupním modulem se dvěma reléovými výstupy signalizujícími dosažení mezních hodnot.

K PC lze převodník PTU300 připojit buď jako obecný terminál, nebo s použitím speciálního programu pro operační systém Windows, umožňujícího data zavést do počítače i dále zpracovávat (přenášet do dalších programů pod OS Windows atd.). Převodník také podporuje některé příkazy specifické pro použití GPS. Dokáže přenášet naměřená data ve formátu NMEA, a je tudíž kompatibilní s většinou přijímačů signálu GPS.

Variabilita instalace

Kombinovaný převodník PTU300 lze instalovat mnoha různými způsoby. Je ho možné použít přímo tak, jak je vyroben, nebo připevnit na zeď s použitím samostatné základny, dovolující převodník v případě potřeby snadno sejmout. Může být instalován nahoře na krytu svorkovnice nebo, s použití příslušné montážní sady, upevněn na standardní lištu DIN.

Převodník má krytí IP65, takže ho lze přímo instalovat ve venkovních prostorách. K zajištění spolehlivého měření pro meteorologické a jiné účely je k dispozici sada pro venkovní instalaci HMP330MIK, která zahrnuje upínací desku na sloup, nosné tyče, ochranný radiační kryt a zařízení pro stabilizaci atmosférického tlaku, které eliminuje vliv větru.

Závěr

Převodník PTU300 a další přístroje nabízí společnost D-Ex Limited, spol. s r. o., se sídly v Brně a v Bratislavě, která zastupuje firmu Vaisala v České republice a na Slovensku.

Timo Ranta-aho, produktový manažer, Ari Este,
manažer vývoje,Vaisala Oyj, Helsinky

Z anglického originálu No pressure with accuracy, Vaisala News, 172/2006, str. 24–25, Vaisala Oyj, Helsinki, 2006, přeložil Aleš Launer; otištěno se svolením D-Ex Limited, spol. s r. o.

D-Ex Limited, spol. s r. o.
Optátova 37
637 00 Brno
tel.: 541 423 211
fax: 541 423 219
e-mail: info@dex.cz
http://www.dex.cz