Labi, aplūkosim sīkāk kapacitatīvo lietus un sniega sensoru funkcijas.
Šo sensoru galvenokārt izmanto, lai noteiktu nokrišņu esamību un atšķirtu nokrišņu veidus (lietus, sniegs, jaukti). Tā pamatprincips ir izmantot atklātu kondensatoru, lai mērītu uz tā virsmas nokrītošo vielu dielektriskās konstantes izmaiņas.
Īss pamatprincipa apraksts
Sensora uztveršanas virsma sastāv no vienas vai vairākām kapacitatīvām plāksnēm. Kad uz uztveršanas virsmas nokrīt nokrišņi (lietus lāses vai sniegpārslas), tie maina dielektriķa īpašības starp plāksnēm, tādējādi izraisot kapacitātes vērtības izmaiņas. Ūdens, ledus un gaisa atšķirīgo dielektrisko konstantu dēļ, analizējot kapacitātes izmaiņu modeļus, ātrumu un amplitūdu, ir iespējams noteikt, vai ir nokrišņi un vai tas ir lietus vai sniegs.
Galvenās iezīmes un priekšrocības
1. Nav kustīgu detaļu, augsta uzticamība
Atšķirībā no tradicionālajiem lietus mērītājiem ar mehāniskiem kausiem, kapacitatīvajiem sensoriem vispār nav kustīgu daļu. Tas ievērojami samazina darbības traucējumus, ko izraisa mehānisks nodilums, iesprūšana (piemēram, aizsprostojums ar smiltīm, putekļiem vai lapām) vai sasalšana, tiem ir ārkārtīgi zemas apkopes prasības un ilgs kalpošanas laiks.
2. Tas var atšķirt nokrišņu veidus (lietus/sniegs/jaukti)
Šī ir viena no tās ievērojamākajām priekšrocībām. Analizējot kapacitatīvo signālu raksturlielumus, izmantojot algoritmus, var noteikt nokrišņu fāzes stāvokli. Tas ir ļoti svarīgi lietojuma scenārijos, kuros nepieciešama precīza ziemas nokrišņu veidu izpratne (kas ir svarīgi transporta, apkures un lauksaimniecības brīdinājumiem).
3. Nosakāmā nokrišņu intensitāte un uzkrāšanās (aplēstā)
Izmērot kapacitātes izmaiņu biežumu un intensitāti, var novērtēt nokrišņu intensitāti un kopējo daudzumu. Lai gan tā absolūtā precizitāte parasti nav tik laba kā stingri kalibrētiem pašizgāzēja kausiem vai svēršanas lietus mērītājiem, tā ir pietiekama tendenču uzraudzībai un kvalitatīvai/puskvantitatīvai analīzei.
4. Ātra reaģēšana
Tas var noteikt ļoti nelielu nokrišņu (piemēram, smidzināšanas un nelielas sniega) sākumu un beigas gandrīz bez kavēšanās.
5. Zems enerģijas patēriņš un vienkārša integrācija
Tas ir ļoti piemērots integrācijai ar saules enerģijas darbināmām automātiskajām meteoroloģiskajām stacijām un var attālināti pārsūtīt datus, izmantojot lietu interneta tehnoloģiju.
6. Tas var izvadīt bagātīgu informāciju
Tas var ne tikai izvadīt vienkāršus “ar/bez nokrišņiem” pārslēgšanas signālus, bet arī izvadīt plašāku informāciju, piemēram, nokrišņu veida kodus un nokrišņu intensitātes līmeņus.
Ierobežojumi un izaicinājumi
Mērījumu precizitāte ir relatīvi ierobežota (īpaši nokrišņu gadījumā)
Scenārijos, kuros nepieciešami augstas precizitātes mērījumi (piemēram, hidroloģiskie pētījumi un nokrišņu novērošana meteoroloģiskajās operācijās), tā parasti nav pirmā izvēle. Ar to izmērīto nokrišņu vērtību viegli ietekmē tādi faktori kā nokrišņu veids, temperatūra un vējš, un tai ir nepieciešama lokāla kalibrēšana.
2. Tas ir uzņēmīgs pret nokrišņiem nesaistītiem traucējumiem
Rasa, sarma un sarma: Šo uz sensora virsmas pielipušo nenokrišņu kondensāta ūdeni sensors kļūdaini uzskatīs par ļoti vājiem nokrišņiem.
Putekļi, sāls daļiņas, kukaiņi, putnu mēsli: jebkura viela, kas pielīp sensora virsmai, var mainīt kapacitātes vērtību, izraisot viltus trauksmes signālus. Lai gan dažiem modeļiem ir pašattīrīšanās pārklājumi vai sildīšanas funkcijas, lai mazinātu šo problēmu, to nevar pilnībā novērst.
Putekļi vai ūdens šļakatas spēcīgā vējā: Tas var izraisīt arī īslaicīgu viltus trigeri.
3. Nepieciešama regulāra tīrīšana un kalibrēšana
Lai nodrošinātu datu precizitāti, sensoru virsma ir jāuztur tīra, un tai nepieciešama regulāra pārbaude un apkope. Pēc ilgstošas lietošanas var būt nepieciešama atkārtota kalibrēšana.
4. Izmaksas ir salīdzinoši augstas
Salīdzinot ar vienkāršo kausa tipa lietus mērītāju, tā elektroniskās sastāvdaļas un algoritmi ir sarežģītāki, tāpēc iepirkuma izmaksas parasti ir augstākas.
Salīdzinot ar kausa nokrišņu mērītāja kodolu
Ieteicamie piemērojamie scenāriji
| Raksturojums | Kapacitatīvs lietus un sniega sensors | Lietus mērītājs ar apgāžamu kausu |
| Darbības princips
| Dielektriskās konstantes izmaiņu mērīšana (elektroniskā tipa) | Mērīšanas kausa apgriezienu skaits (mehāniskais tips) |
| Galvenā priekšrocība
| Tas spēj atšķirt lietu no sniega, tam nav kustīgu daļu, tas neprasa lielu apkopi un ātri reaģē | Vienpunkta nokrišņu mērījumiem ir augsta precizitāte, salīdzinoši zemas izmaksas un nobriedusi tehnoloģija |
| Galvenie trūkumi
| Tas ir uzņēmīgs pret nokrišņu neradošiem traucējumiem, tam ir relatīvi zema nokrišņu precizitāte un augstas izmaksas. | Ir kustīgas detaļas, kas ir pakļautas nodilumam vai iesprūšanai, nespēj atšķirt lietu no sniega un ziemā ir pakļautas sasalšanai. |
| Tipiski pielietojumi | Satiksmes meteoroloģiskās stacijas, ceļu brīdināšanas sistēmas, viedās pilsētas un vispārējas nozīmes automātiskās stacijas
| Meteoroloģisko biznesa novērojumu stacijas, hidroloģiskās stacijas, lauksaimniecības monitorings |
Ļoti piemēroti scenāriji
Satiksmes meteoroloģiskā uzraudzība: uzstādīta blakus ātrgaitas ceļiem, lidostām un tiltiem, tā var nekavējoties brīdināt par slidenu ceļu un apledojuma (lietus pārvēršoties sniegā) risku.
Universālas automātiskās meteoroloģiskās stacijas: tām visu diennakti un ar nelielu apkopi jāiegūst informācija par to, “vai ir nokrišņi” un “nokrišņu veidi”.
Viedās pilsētas un lietu internets: Pilsētas laika apstākļu uztveres tīkla ietvaros tas uzrauga nokrišņu rašanos.
Ir jānošķir lietaini un sniegoti gadījumi, piemēram, slēpošanas kūrortu un ziemas sporta pasākumu atbalstīšana.
Nav ieteicamie scenāriji: situācijās, kad nokrišņu mērīšanai nepieciešama ārkārtīgi augsta precizitāte (piemēram, likumīgos meteoroloģiskajos novērojumos un galvenajās hidroloģisko aprēķinu stacijās), kā galvenajai mērīšanas iekārtai prioritāte jāpiešķir nogāžamiem kausiem vai svēršanas lietus mērītājiem. Kapacitatīvos sensorus var izmantot kā papildinājumu nokrišņu veidu noteikšanai.
Kopsavilkums
Kapacitatīvais lietus un sniega sensors ir “inteliģents sargs”. Tā galvenā vērtība nav laboratorijas līmeņa precīzu nokrišņu datu sniegšana, bet gan nokrišņu gadījumu rašanās un veidu uzticama un ar nelielu apkopi identificēšana, kā arī svarīgas kvalitatīvas informācijas sniegšana automatizētām lēmumu pieņemšanas sistēmām (piemēram, ceļu sniega kausēšanas sistēmu automātiskai aktivizēšanai). Izdarot izvēli, ir skaidri jādefinē, vai savas vajadzības ir “precīzs mērījums” vai “ātra identifikācija”.
Lai iegūtu plašāku informāciju par laikapstākļu sensoriem, lūdzu, sazinieties ar Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Uzņēmuma tīmekļa vietne:www.hondetechco.com
Publicēšanas laiks: 2025. gada 2. decembris