Messwertgeber der Wetterstation


Vaisala Weather Transmitter WXT520



Strahlungsgeber CMP 11



Abb. 1: Messwertgeber WXT520

Niederschlagsgeber




Vaisala Weather Transmitter WXT520


Der Vaisala Weather Transmitter WXT520 (Abb. 1 und Abb. 2) misst Luftdruck, Feuchtigkeit, Niederschlag, Temperatur Windgeschwindigkeit und Windrichtung mit einem Gerät. Er arbeitet intern mit einem 12 Bit-Analog-Digitalwandler.


Beschreibung und technische Daten (Genauigkeit und Auflösung)


Abb. 2: WXT520

PTU-Modul für Luftdruck, Temperatur und Luftfeuchte


In einem PTU-Modul werden Luftdruck-,Temperatur und Feuchtemessungen jeweils durch kapazitive Messmethoden ausgeführt.
Der Luftdruck wird mit dem BAROCAP®-Halbleitersensor gemessen. Der Messbereich beträgt 600 hPa bis 1100 hPa.
Die Temperatur wird mit dem keramischen THERMOCAP®-Sensor gemessen. Der Messbereich beträgt -52 °C bis +60 °C.
Die Feuchtemessungen basieren auf der HUMICAP®-Technologie. Der Vaisala HUMICAP®-Sensor besitzt eine gute Langzeitstabilität in verschiedensten Umgebungen. Der Feuchtemessbereich beträgt 0 % bis 100 % relative Feuchte.
Das PTU-Modul ist in einem speziellen Strahlungsschutz montiert. Dieser schützt die Sensoren vor indirekter und direkter Sonneneinstrahlung sowie vor Niederschlag. Das Kunststoffmaterial der Platten besitzt ausgezeichnete Wärmeeigenschaften und eine UV-stabilisierte Struktur. Die weißen Außenflächen reflektieren die Strahlung, während die schwarzen Innenflächen die aufgestaute Wärme absorbieren.


Windmessungen: Windgeschwindigkeit und Windrichtung


Mit dem WINDCAP®-Sensor werden sowohl Windgeschwindigkeit als auch Windrichtung gemessen. Der Sensor erfasst die horizontale Windgeschwindigkeit und -richtung mithilfe von Ultraschall. Die horizontale Anordnung von drei Ultraschall-Messwandlern in gleichen Abständen ist ein patentiertes Design von Vaisala. Es sorgt für genaue Windmessungen aus allen Richtungen ohne tote Winkel und Anzeigefehler. Der Windsensor hat keine beweglichen Teile und ist dadurch wartungsfrei. Der Messbereich für die Windge-schwindigkeit beträgt 0 m/s bis 60 m/s und für die Windrichtung 0 ° bis 360 °.

Strahlungsmessung



Abb. 3: Strahlungsgeber CMP11


Die globale und diffuse Solarstrahlung werden mit einem Pyranometer CMP11 von Kipp & Zonen (siehe Abb.3) gemessen. Pyranometer sind Sensoren zur Messung der Strahlung (Global- und Diffusstrahlung) spez. von der Sonne oder anderen Strahlungsquellen bei Wellenlängen in einem Bereich von 310 nm bis 2800 nm. Die zwei Pyranometer haben ein Sensorelement welches auf dem Prinzip der Thermosäule basiert.

Beim CMP11 handelt es sich hier um rotationssymmetrisch angeordnete Thermoelemente (32 Thermoelemente) welche elektrisch in Serie geschaltet sind.

Um die diffuse - und die globale Strahlung zu messen sind zwei Strahlungsgeber voran-den, die beide horizontal montiert sind. Ein Strahlungsgeber wird von einem Metallband abgeschattet (Schattenband) und misst somit die diffuse Strahlung. Das Schattenband muss entsprechend dem Zenitstand der Sonne regelmäßig nachgestellt werden. Der unbeschattete Strahlungsgeber misst die Globalstrahlung. Die Spannung der Thermosäule wird vom Datenlogger der Wetterstation mit einem 16 Bit-A/D-Wandler erfasst und gespeichert. ausgeliefert.

Es sind zwei Strahlungsgeber vorhanden (Abb. 4), die beide horizontal montiert sind. Ein Strahlungsgeber wird von einem Schattenband (siehe Abb. 5) abgeschattet und misst somit die diffuse Strahlung. Das Schattenband muss entsprechend dem Zenitstand der Sonne regelmäßig nachgestellt werden. Der unbeschattete Strahlungsgeber misst die Globalstrahlung.



Diffuse Strahlung und globale Strahlung



Abb. 4: Strahlungsgeber


Beide Strahlungsgeber sind baugleich. Für die diffuse Strahlung wird ein Schattenband (siehe Abb. 5) verwendet, dass nach der Deklination der Sonne nachgestellt werden muss.


Abb.: 5: Strahlungsgeber mit Schattenband


Niederschlagsmessung


Für die Messung des Niederschlags sind zwei Messsysteme vorhanden


  1. Niederschlagsmesssystem RAINCAP®-Sensor

  2. Niederschlagsmesssystem mit einer Kippwaage


Niederschlag mit dem Vaisala RAINCAP® Sensor


Die Niederschlagsmessung erfolgt mit dem RAINCAP®-Sensor (siehe Abb.6), der den Aufschlag einzelner Re-gentropfen über einen akustischen Sensor (piezoelek-trischen Detektor) erfasst. Die dabei generierten Signale sind proportional zum Volumen der Tropfen.

Dadurch können die Signale der einzelnen Tropfen direkt in die Gesamtregenmenge umgerechnet werden. Im Vergleich zu traditionellen Niederschlagsmess-geräten kann der RAINCAP®-Sensor detailliertere Niederschlagsdaten liefern. Der WXT520 misst die Gesamtmenge sowie Intensität und Dauer des Nieder-schlags in Echtzeit.



Abb. 6: Regenmessungen mit

dem WXT520



Niederschlagsgeber mit einer Kippwaage


Es wird der auf die Erdoberfläche fallende Niederschlag wie Regen, Schnee, Hagel etc. gemessen. Der Niederschlag gelangt durch die 200 cm² große Auffangfläche (Abb.7) über ein Auffangsieb in eine Kippwaage. Die Kippwaage schlägt bei einer bestimmten Wassermenge um und entleert sich, während die andere Hälfte zur Wasseraufnahme bereitgestellt wird.

Die Kippvorgänge (Abb.8) werden von einem Reedschalter erfasst und als Impulsausgang (1 Impuls pro 0,1 mm Niederschlag) bereitgestellt. Maximal kann eine Niederschlagsintensität von 7 mm/min gemessen werden.

Für den Winterbetrieb ist das Gerät mit einer thermostatisch geregelten Heizung ausge-rüstet.



Abb. 7: Sammeltrichter für die Niederschlagsmessung


Abb. 8: Kippwaagensystem