Slayt 1 - WordPress.com
Transkript
Slayt 1 - WordPress.com
MET 102 Meteorolojik Gözlem ve Ölçüm Usulleri Ders Notları 6.) Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonu Ölçüm sistemi Doç.Dr. İbrahim Sönmez Ondokuz Mayıs Üniversitesi Ballıca Kampüsü Havacılık ve Uzay Bilimleri Fakültesi Meteoroloji Mühendisliği Bölümü isonmez@omu.edu.tr OMGİ nedir? AWOS Automated Weather Observing Stations OMGİ Otomatik Meteorolojik Gözlem İstasyonları OMGİ nedir? Otomatik meteoroloji gözlem istasyonları, meteorolojik değişkenleri (hava sıcaklığı, basınç, rüzgar hızı vb.) otomatik olarak; Ölçen: Elektronik sinyal;Voltaj, Akım, Direnç, Titreşim vs. İşleyen: Meteorolojik Parametrelere çeviren, Saklayan, İleten ve Görüntüleyen sistemlerdir. İstasyon Dağılımı Ölçülen Parametreler 1 Dakika Periyot Parametre sck1dk nem1dk rzgyon1dk rzghiz1dk ygs1dk gunsur1dk gunsidgl1dk gunsiddr1dk gunsiddf1dk Ölçülen Parametreler Periyot 10 Dakikalık Parametre Parametre Anlık Sıcaklık 5 cm Toprak Sıcaklığı (anlık) Maksimum Sıcaklık 10 cm Toprak Sıcaklığı (anlık) Minimum Sıcaklık 20 cm Toprak Sıcaklığı (anlık) Toprak Üstü Min. Sıcaklığı (5 cm) 50 cm Toprak Sıcaklığı (anlık) Anlık İşba 100 cm Toprak Sıcaklığı (anlık) Anlık Nem 20 cm Toprak Nemi (anlık) Anlık Buhar Basıncı Toplam Güneşlenme Süresi Anlık Basınç Toplam Global Güneşlenme Şiddeti Toplam Yağış Toplam Direk Güneşlenme Şiddeti Vektörel Rüzgar Yönü Toplam Difizyon Güneşlenme Şiddeti Ortalama Rüzgar Hızı 1 m deki Açık Siper Sıcaklığı (anlık) Maksimum Rüzgarın Yönü 2 m deki Açık Siper Sıcaklığı (anlık) Maksimum Rüzgar Hızı 1 m deki Açık Siper Nem (anlık) Maksimum Rüzgarın Saati 2 m deki Açık Siper Nem (anlık) Hesaplanan Parametreler İşba Sıcaklığı Islak Hazne Sıcaklığı QFE, QNH Basınç Hesaplamaları Buharlaşma Buhar Basıncı Güneşlenme süresi Yayılan Radyasyon değeri (Diffuse) UV-A ve UV-B İndisi Pist Görüş Mesafesi (RVR) İstatistiksel Hesaplamalar Temel Bileşenler Genel olarak otomatik Meteoroloji istasyonları şu kısımlardan oluşur: 1. Algılayıcılar-Ölçerler (Sensörler) 2. Veri toplama-işleme birimi (DataLogger) ve güç ünitesi 3. Haberleşme birimleri 4. Ana işlem birimi ve Verileri Görüntüleme birimleri O İS TO TA M S AT Y İK O N SENSÖRLER Temel Bileşenler TCP / IP RS232 DCU GPRS Cihazı TCP / IP ADSL MODEM VSAT TCP / IP N DMİ AWOS BİLGİ TOPLAMA SUNUCUSU (ABTS) D M İ L A TCP / IP DMİ DMİ WEB SERVER BAKIM BİLGİSAYARI (EGS) MEVCUT DATABASE SERVER (EBİM) OTOMATİK İSTASYONLAR İÇİN İLETİŞİM SİSTEMİ ÖRNEK KONFİGRASYONU (ARŞİVLEME ÜNİTESİ BULUNMAYAN VE GPRS İLE HABERLEŞECEK OLAN İSTASYONLAR İÇİN) Temel Bileşenler 1.Rüzgar Yön 2.Rüzgar Hız 3.Hava Sıcaklık ve Nem 4.Yağış 5.Kar Yükseklik 6.UV-B Ölçer 7.Güneşlenme Süresi 8.Global Radyasyon 9.220 VAC Enerji Besleme Kutusu 10.Toprak Sıcaklıkları 11.DCU ve ilgili Üniteler 12.Yıldırım Yakalama Ucu Alılayıcılar (Sensörler) Algılayıcılar, elektronik sistemlerin duyu organlarıdır. Meteorolojik değişkenler (hava sıcaklığı, basınç rüzgar hızı vb…) algılayıcılar vasıtasıyla elektronik sinyallere çevrilirler. Örnek: Sıcaklık ve Nem sensörü : Gerilim, direnç Rüzgar Hızı : Pulse Rüzgar Yönü : Direnç Yağış Ölçer : Pulse Basınç Ölçer : Frekans veya gerilim gibi elektriksel sinyal çıkışı verebilir. Alılayıcılar (Sensörler) Rüzgar Hız ve Yön Ölçer Hava Sıcaklık ve Nem Ölçer Basınç Ölçer Yağış Ölçer Toprak sıcaklık ve Nem Ölçerler Küresel Güneş Radyasyonu Ölçer (Pyranometer) Direkt Güneş Radyasyonu Ölçer(Pyrheliometer) UV-A ve UV-B ölçer Kar Yükseklik Ölçer (snow dept sensor) Hali hazır Hava Ölçer (Present weather Sensor) Bulut Taban Yüksekliği Ölçer (Celiometer) Görüş Mesafesi Ölçer (Transmisyometer) Pist Sıcaklık Ölçer (Runway Temperature sensor) OMGİ Konfigurasyonları OMGİ İstasyonları Rüzgar Ölçer) Veri Toplama Ünitesi OMGİ İstasyonları Hava Sıcaklık ve Nem Ölçer Güneşlenme süresi Ölçer Global Güneşlenme Ölçer Veri Toplama ve Güç Ünitesi Toprak Sıcaklık Ölçerler Enerji Besleme Kutusu OMGİ İstasyonları Hava Sıcaklık ve Nem Ölçer Veri Toplama ve Güç Ünitesi Yağış Ölçer Enerji Besleme Kutusu Toprak Sıcaklık Ölçerler Rüzgar Hız/Yön ölçer Yıldırım Yakalama çubuğu Rüzgar Hız Ölçer Rüzgar Yön Ölçer Rüzgar Hız/Yön ölçer Rüzgar Hız/Yön ölçer Rüzgar Yön Ölçer Rüzgar Hız Ölçer RÜZGÂR YÖN SENSÖRÜ RÜZGÂR HIZ SENSÖRÜ Markası VAISALA Markası VAISALA Sensör Kodu WAV151 Sensör Kodu WAA151 Çalışma Prensibi Optik Kod Diski Çalışma Prensibi Optoelektronik Ölçüm Aralığı 0 – 360 º Ölçüm Aralığı 0.4 – 75 m/s Hassasiyeti ±1º Hassasiyeti 0.1 m/s Doğruluk ±3º den iyi Doğruluk 0.17 m/s Çalışma Sıcak. - 60 + 70 ºC Çalışma Sıcaklığı - 50 + 70 ºC Isıtıcı Gücü 20 V, 10W Isıtıcı Gücü 20 V, 10W Rüzgar Hız/Yön ölçer ULTRASONİK RÜZGAR Markası VAISALA Sensör Kodu WS425 Çalışma Prensibi Ultrasonik Ölçüm Aralığı HIZ 0 – 65 m/sn Ölçüm Aralığı YÖN 0 – 360 º Hassasiyeti HIZ 0.1 m/sn Hassasiyeti YÖN ±1º Doğruluk HIZ 0.135 m/sn Doğruluk YÖN ±2º den iyi Çalışma Sıcak. - 30 + 70 ºC Isıtıcı Gücü 36 V, 25W Sıcaklık ve Nem ölçer Marka Vaisala Model QMH102 Aralık (Sıcaklık) -50 … +60 C Aralık (RH) %0 ... 100 Doğruluk (Sıcaklık) 0,3 C Doğruluk (RH) %2, %0 ... 90 %3, %90 ... 100 Güneşlenme ölçer Global Radyasyon Ölçer UV-B Ölçer Güneşlenme Süresi Ölçer Güneşlenme ölçer UV-B Ölçer Güneşlenme Süresi Ölçer Global Radyasyon Ölçer Global Güneş Radyasyonu ölçer 305 – 2800 nm dalga boyundaki ışın şiddetini ölçmede kullanılır Global Güneş Radyasyonu ölçer Özellik Açıklama/Değer Model EQ08-S Sensör Tipi Sıcaklık kompanzasyonlu termopil Tayf aralığı 305 ... 2850 nm (%50 nokta) Duyarlık 17 V/W/m2 Empedans (nominal) 40 Yanıt süresi (%95) 13 sn Doğrusal olmama < %0,5 (100 - 1000 W/m2) Kalibrasyon hassaslığı %2 (fabrika belgesi, WRR’ye izlenebilir) Kararlı olmama (yıllık) < %0,5 ISO-9060 Sınıfı İkincil Standart Kurutucu Turuncu silis jeli (toksik değil) Güneşlenme süresi ölçer •400 – 1100 nm dalga boyu arasındaki ışın şiddetinde ölçüm yapar. •Işın şiddeti 120 W/m² üzerinde ise güneşlenme var demektir. Güneşlenme süresi ölçer Markası Kip&Zonnen Modeli CSD3 Çalışma Dalga Boyu 400 - 1100 nm Doğruluk >%90, aylık toplamda (DMÖ şartı ±%20) Güneşlenme müddeti çözünürlüğü 1 dakika (0 veya 1 Çıkış) İşletim sıcaklığı -40 ... +70 C Kararlı olmama < %2/yıl Yanıt süresi < 1 ms Uç 5 m; 8 çekirdekli Yağış ölçer Kefeli Tip Yağış Ölçer (Tipping-Bucket) Isıtıcılı : Çift termostat ve çift ısıtıcılı Kefelerin her hareketi 0.2 mm. Yağış anlamına gelir. Yağış ölçer Yağış ölçer Markası Met-One Modeli RG367 Çalışma Prensibi Tipping-Bucket (Kefeli Tip) Doğruluk 0-30 mm/h Duyarlık 0,2 mm Kapasite Sınırsız Ağız açıklığı 200 cm2 Isıtma Tipi Huni ve altlık için ayrı ısıtma düzeneği, iki termo anahtarla ayrı ayrı kontrol Isıtma gerilimi 24 VDC (RG367 Modeli) %1, 30-120 mm/h %5 Toprak sıcaklık ölçer Toprak sıcaklık ölçer Markası Vaisala Modeli QMT103 Sensör Tipi Pt-100 tip RTD elemanı Performans (hassaslık) 0 C’de +0,08 C’den iyi, ¼ DIN 43760B’ye uygun Duyarlık 0,385 / C (DIN 43760) Ölçüm aralığı - 50 ... +60 C Boyutları 100 (B) 7.5 () mm Malzemesi Paslanmaz çelik, AISI 316 Çevresel Özellikler 0.1-4 bar aralığında su geçirmez Giriş koruması IP68 (konnektör) Kar yüksekliği ölçer Kar yüksekliği ölçer Özellik Açıklama/Değer Model IRU9429S İşletme Aralığı 0,15-5,00 m Kullanılabilir Çıkışlar 4-20mA, 4-20mA + (2) NPN, 0-2.5V*/0-5V* (*yazılım aracılığıyla seçilebilir) İşletim gerilimi 12-28 VDC Azami Doğrusal Özgül Güç 2,5 W Çalışma Prensibi Ultrasonik mesafe ölçer Numune Hızı Programlanabilir (1-22 Hz) Çözünürlük 0,1 inç (2,5 mm) Hassaslık saptanan aralığın +/- %0,25’i (sıcaklık eğimi olmaksızın) İşletim Sıcaklığı -40-+140 F (-40-60 C) Elektrik Bağlantısı Domuz kuyruğu veya mikrokonnektör Frekans 50 kHz Hava Basıncı ölçer Markası Vaisala Model PMT16A Çalışma aralığı 600 – 1100 hPa Doğruluk 600… 1100 hPa aralığında 0,3 hPa Kararlılık yılda 0,1 hPa daha iyi Basınç aralığı 600 ... 1100 hPa Sıcaklık aralığı -40 ... +60 C (işletim) Veri toplama ve Güç ünitesi Data Collection Unit=DCU ve Power Box) Sensörlerden gelen elektronik sinyaller veri toplama biriminde toplanır, Bu sinyaller meteorolojik parametrelere dönüştürülür , Gerekli bazı hesaplamalar yapılır, Sensör limit değerlerine göre kalite kontrolü yapılır, Belirli bir formatta veriler zamana bağlı olarak saklanır, Veriler merkezi işlem birimine veya istenilen bir yere iletilir, Yerinden veya uzaktan bakım imkanları sağlar Veri toplama ve Güç ünitesi Rüzgar Ölçerler Sensörler Veri Toplama Ünitesi Veri toplama ve Güç ünitesi Hava Sıcaklık ve Nem Ölçer Güneşlenme Ölçerler Veri Toplama ve Enerji Besleme Üniteleri Sensör Bağlantı Noktaları 220 VAC Enerji Kutusu Veri toplama ve Güç ünitesi Veri Toplama Ünitesi (DCU) ve Enerji Besleme Üniteleri Veri toplama ve Güç ünitesi Yağış Ölçer Isıtıcı Trafosu Veri Toplama Ünitesi Sensör Giriş Çoklayıcı Yağış Sensör Isıtıcı Sigortası Veri iletişimi GPRS :Ofise sinyal hattı bulunmaz ADSL: Ofise sinyal hattı vardır. Wireless: Ofise sinyal hattı yoktur. Ofise bilgiler, Radio Modem ile gönderilir. Ofis ile merkez arasında ADSL modem ile haberleşme sağlanır. Sinyal Hattı Koruması Sinyal Kablosu GSM / GPRS Modem Veri iletişimi Üç şekilde Haberleşme sağlanır: 1. DCU ile yerel istasyon arasında haberleşme – Kablolu haberleşme (Line) – Kablosuz Haberleşme(Wireless) – Bilgileri yerinde Sağma 2. Yerel istasyon ile Genel Müdürlük merkezi arasında haberleşme – ADSL – Uydu (VSAT) 3. DCU ile Genel Müdürlük Merkezi arasında haberleşme – GPRS Kablosuz haberleşme Kablosuz Haberleşme (Wireless): Veri Toplama ünitesi ile ofis arasında mesafe 100 m. Üzerinde ise, iletişim radyo modem ile sağlanır. Antenlerin birbirini direk görmesi gerekir. (Kayseri ve Osmaniye) Bilgileri yerinde sağma İletişimde problem yaşanması durumunda; Hafıza kartında saklanan veriler kart okuyucu ile başka bir ortama aktarılabilir. USB Kart okuyucu Yerel-Merkez haberleşmesi 1-) ADSL modem haberleşmesi : Internet Ağı; TCP / IP protokü kullanılarak haberleşme internet üzerinden sağlanır. Yerel-Merkez haberleşmesi 2-) Uydu haberleşmesi : VSAT uydu haberleşme sistemi özellikle havaalanlarında kullanılmaktadır. VSAT : A Very Small Aperture Terminal; iki yönlü yer istasyonu sistemidir. Turksat-1c uydu alt yapısını kullanır. Yerel-Merkez haberleşmesi 3-) GSM haberleşmesi : GSM : Global System for Mobile Communication Cep telefonu haberleşmesidir. GSM ağı üzerinden data iletişimi GPRS olarak adlandırılır. GPRS: General Packet Radio Service Yerel-Merkez haberleşmesi 3-) GSM haberleşmesi : Dış anten GSM/GPRS Modem GSM/GPRS Modem Veri işlem ve görüntülenme Veri toplama biriminden gelen veriler üzerinde meteorolojik ve özel amaçlı işlemler yapılır: Bazı meteorolojik hesaplamalar;İşba sıcaklığı,ıslak hazne sıcaklığı vb. Mesaj oluşturma;Sinoptik, Metar, Speci, özel alarmlar vb. Kalite Kontrol işlemleri Veri arşivlemesi İstatistiksel hesaplamalar, Tablolar, Grafikler Veri görüntülemesi Veri görüntülenme Veri görüntülenme Veri görüntülenme Veri görüntülenme Veri görüntülenme