Клучни сензори за рано предупредување за метеорологија на патиштата: Избор и примена на капацитивни детектори за дожд и снег

Добро, ајде детално да ги разгледаме карактеристиките на капацитивните сензори за дожд и снег.

Овој сензор главно се користи за откривање дали се случуваат врнежи и за разликување на видовите врнежи (дожд, снег, мешани). Неговиот основен принцип е да користи изложен кондензатор за мерење на промената на диелектричната константа на супстанциите што паѓаат на неговата површина.

Краток опис на основниот принцип
Сензорската површина на сензорот е составена од една или повеќе капацитивни плочи. Кога врнежите (капки дожд или снегулки) паѓаат на сензорската површина, тие ќе ги променат својствата на диелектрикот помеѓу плочите, со што ќе предизвикаат промени во вредноста на капацитивноста. Поради различните диелектрични константи на водата, мразот и воздухот, со анализа на шемите, стапките и амплитудите на промените на капацитивноста, можно е да се утврди дали има врнежи и дали е дожд или снег.

Главни карактеристики и предности
1. Нема подвижни делови, висока сигурност
За разлика од традиционалните дождомери со кофа за превртување (со механички кофи за превртување), капацитивните сензори воопшто немаат подвижни делови. Ова значително ги намалува дефектите предизвикани од механичко абење, заглавување (како што е блокирање од песок, прашина или лисја) или замрзнување, има екстремно ниски барања за одржување и долг работен век.

2. Може да ги разликува видовите врнежи (дожд/снег/мешани)
Ова е една од неговите најзначајни предности. Со анализа на карактеристиките на капацитивните сигнали преку алгоритми, може да се одреди фазната состојба на врнежите. Ова е клучно за сценарија на апликации кои бараат точно разбирање на видовите зимски врнежи (што е важно за предупредувања за транспорт, греење и земјоделство).

3. Детективен интензитет и акумулација на врнежи (проценети)
Со мерење на фреквенцијата и интензитетот на промените на капацитетот, може да се процени интензитетот и кумулативната количина на врнежи. Иако нејзината апсолутна точност обично не е толку добра како онаа на строго калибрираните мерачи на дожд со превртување или мерење, таа е доволна за следење на трендовите и квалитативна/полуквантитативна анализа.

4. Брз одговор
Може да го детектира почетокот и крајот на многу слаби врнежи (како што се росење и лесен снег) речиси без одложување.

5. Ниска потрошувачка на енергија и лесна интеграција
Многу е погоден за интеграција со автоматски метеоролошки станици на сончева енергија и може далечински да пренесува податоци преку технологијата „Интернет на нештата“.

6. Може да прикажува богати информации
Може не само да испраќа едноставни сигнали за прекинувач „со/без врнежи“, туку може да испраќа и повеќе димензионални информации како што се кодови за типови врнежи и нивоа на интензитет на врнежи.
Ограничувања и предизвици
Точноста на мерењето е релативно ограничена (особено за врнежи од дожд)
За сценарија што бараат мерења со голема прецизност (како што се хидролошки истражувања и набљудување на врнежите во метеоролошки операции), обично не е првиот избор. Вредноста на врнежите измерена со него лесно е под влијание на фактори како што се видот на врнежите, температурата и ветерот, и бара локална калибрација.

2. Подложно е на нарушувања кои не се поврзани со врнежи
Роса, мраз и сладолед: Оваа кондензирана вода што не е од врнежи и се залепи за површината на сензорот погрешно ќе биде проценета од сензорот како многу слаби врнежи.
Прашина, честички сол, инсекти, птичји измет: Секоја супстанца што се залепи на сензорската површина може да ја промени вредноста на капацитивноста, што доведува до лажни аларми. Иако некои модели имаат самочистечки премази или функции за греење за да го ублажат проблемот, тој не може целосно да се искорени.
Прашина или прскање вода при силен ветер: Исто така, може да предизвика кратко лажно активирање.

3. Потребно е редовно чистење и калибрација
За да се обезбеди точноста на податоците, површината на сензорот мора да се одржува чиста и бара редовна проверка и одржување. По долготрајна употреба, може да биде потребна рекалибрација.

4. Цената е релативно висока
Во споредба со едноставниот дождомер со кофа за превртување, неговите електронски компоненти и алгоритми се посложени, па затоа трошоците за набавка се обично повисоки.
Во споредба со јадрото на дождомерот за кофата за превртување

Предложени применливи сценарија

Многу соодветни сценарија
Метеоролошки мониторинг на сообраќајот: Инсталиран покрај автопати, аеродроми и мостови, може веднаш да предупреди за ризиците од лизгави патишта и замрзнување (дожд што се претвора во снег).
Автоматски метеоролошки станици за општа намена: Тие треба да добиваат информации за „дали има врнежи“ и „видови на врнежи“ во текот на целиот ден и со мало одржување.
Паметни градови и Интернет на нештата: Како дел од мрежата за перцепција на урбаното време, го следи појавувањето на врнежите.
Потребно е да се направи разлика помеѓу дождливи и снежни пригоди, како што се скијачките центри и поддршката на зимски спортски настани.

Непрепорачани сценарија: Во ситуации каде што е потребна исклучително висока точност за мерење на врнежите (како што се законски метеоролошки набљудувања и станици за основна хидролошка пресметка), на дождомерите со кофа за превртување или на мерните машини за мерење треба да им се даде приоритет како главна опрема за мерење. Капацитивните сензори можат да се користат како додаток за идентификување на типовите на врнежи.

Резиме
Капацитивниот сензор за дожд и снег е „интелигентен стражар“. Неговата основна вредност не лежи во обезбедувањето прецизни податоци за врнежите на лабораториско ниво, туку во сигурното и со мало одржување идентификување на појавата и видовите на врнежи, како и обезбедување клучни квалитативни информации за автоматизирани системи за донесување одлуки (како што е автоматското активирање на системите за топење снег на патиштата). При донесување на одлука, треба јасно да се дефинира дали сопствените потреби се „прецизно мерење“ или „брза идентификација“.

За повеќе информации за сензорите за временска прогноза, контактирајте ја Honde Technology Co., LTD.

WhatsApp: +86-15210548582

Email: info@hondetech.com

Веб-страница на компанијата:www.hondetechco.com