חיישנים מרכזיים להתרעה מטאורולוגית מוקדמת בכבישים: בחירה ויישום של גלאי גשם ושלג קיבוליים

אוקיי, בואו נבחן בפירוט את התכונות של חיישני גשם ושלג קיבוליים.

חיישן זה משמש בעיקר לגילוי האם מתרחשים משקעים ולהבחנה בין סוגי המשקעים (גשם, שלג, משקעים מעורבים). העיקרון המרכזי שלו הוא שימוש בקבל חשוף למדידת השינוי בקבוע הדיאלקטרי של חומרים הנופלים על פני השטח שלו.

תיאור קצר של העיקרון המרכזי
משטח החישה של החיישן מורכב מלוחית קיבולית אחת או יותר. כאשר משקעים (טיפות גשם או פתיתי שלג) נופלים על משטח החישה, הם משנים את תכונות הדיאלקטרי בין הלוחות, ובכך גורמים לשינויים בערך הקיבול. בשל הקבועים הדיאלקטריים השונים של מים, קרח ואוויר, על ידי ניתוח הדפוסים, הקצבים והמשרעתים של שינויי הקיבול, ניתן לקבוע האם יש משקעים והאם מדובר בגשם או בשלג.

תכונות ויתרונות עיקריים
1. ללא חלקים נעים, אמינות גבוהה
בניגוד למדי גשם מסורתיים של דלי הטיה (עם דלי הטיה מכניים), לחיישנים קיבוליים אין כלל חלקים נעים. זה מפחית משמעותית תקלות הנגרמות עקב בלאי מכני, חסימה (כגון חסימה על ידי חול, אבק או עלים) או קיפאון, בעל דרישות תחזוקה נמוכות במיוחד וחיי שירות ארוכים.

2. ניתן להבחין בין סוגי המשקעים (גשם/שלג/מעורב)
זהו אחד היתרונות הבולטים ביותר שלו. על ידי ניתוח מאפייני האותות הקיבוליים באמצעות אלגוריתמים, ניתן לקבוע את מצב הפאזה של המשקעים. זה חיוני עבור תרחישי יישומים הדורשים הבנה מדויקת של סוגי המשקעים בחורף (דבר שחשוב לאזהרות תחבורה, חימום וחקלאות).

3. עוצמת משקעים והצטברות ניתנות לזיהוי (משוערות)
על ידי מדידת התדירות והעוצמה של שינויי הקיבול, ניתן להעריך את עוצמת המשקעים ואת כמות המצטברת. למרות שהדיוק המוחלט שלהם בדרך כלל אינו טוב כמו זה של דלי הטיה מכויל בקפדנות או מדי גשם במשקל, הוא מספיק לניטור מגמות ולניתוח איכותני/חצי-כמותי.

4. תגובה מהירה
הוא יכול לזהות את תחילתם וסופם של משקעים קלים מאוד (כגון טפטוף ושלג קל) כמעט ללא עיכוב.

5. צריכת חשמל נמוכה ושילוב קל
הוא מתאים מאוד לשילוב עם תחנות מזג אוויר אוטומטיות המופעלות על ידי סולאריה ויכול להעביר נתונים מרחוק באמצעות טכנולוגיית האינטרנט של הדברים.

6. זה יכול להפיק מידע עשיר
הוא יכול לא רק להפיק אותות מתג פשוטים של "עם/בלי משקעים", אלא גם להפיק מידע מימדי יותר כגון קודי סוג משקעים ורמות עוצמת משקעים.
מגבלות ואתגרים
דיוק המדידה מוגבל יחסית (במיוחד עבור גשם)
עבור תרחישים הדורשים מדידה מדויקת (כגון מחקר הידרולוגי ותצפית משקעים בפעולות מטאורולוגיות), בדרך כלל זוהי אינה הבחירה הראשונה. ערך המשקעים הנמדד על ידו מושפע בקלות מגורמים כמו סוג המשקעים, טמפרטורה ורוח, ודורש כיול מקומי.

2. הוא רגיש להפרעות שאינן כתוצאה ממשקעים
טל, כפור וקרח: מי עיבוי שאינם משקעים הנדבקים למשטח החישה ייחשבו בטעות על ידי החיישן כמשקעים חלשים מאוד.
אבק, חלקיקי מלח, חרקים, צואת ציפורים: כל חומר הנדבק למשטח החישה עלול לשנות את ערך הקיבול, מה שמוביל לאזעקות שווא. למרות שבחלק מהדגמים יש ציפויים בעלי ניקוי עצמי או פונקציות חימום כדי להקל על הבעיה, לא ניתן לבטל אותה לחלוטין.
אבק או התזות מים ברוחות חזקות: עלולים גם הם לגרום להדק כוזב לזמן קצר.

3. נדרשים ניקוי וכיול סדירים
כדי להבטיח את דיוק הנתונים, יש לשמור על ניקיון משטח החישה ודורש בדיקה ותחזוקה שוטפים. לאחר שימוש ממושך, ייתכן שיהיה צורך בכיול מחדש.

4. העלות גבוהה יחסית
בהשוואה למד גשם פשוט של דלי הטיה, הרכיבים האלקטרוניים והאלגוריתמים שלו מורכבים יותר, ולכן עלות הרכש בדרך כלל גבוהה יותר.
בהשוואה לליבת מד הגשם של דלי ההטיה

תרחישים רלוונטיים מוצעים

תרחישים מתאימים מאוד
ניטור מטאורולוגי של תנועה: מותקן לצד כבישים מהירים, שדות תעופה וגשרים, הוא יכול להתריע באופן מיידי על סיכונים של כבישים חלקלקים וקרח (גשם שהופך לשלג).
תחנות מזג אוויר אוטומטיות לשימוש כללי: הן צריכות לקבל מידע על "האם יש משקעים" ו"סוגי משקעים" לאורך כל היום ועם תחזוקה מועטה.
ערים חכמות ואינטרנט של הדברים: כחלק מרשת תפיסת מזג האוויר העירונית, היא מנטרת את התרחשות המשקעים.
יש להבחין בין אירועים גשומים ומושלגים, כגון אתרי סקי ותמיכה באירועי ספורט חורף.

תרחישים לא מומלצים: במצבים בהם נדרש דיוק גבוה במיוחד למדידת משקעים (כגון תצפיות מטאורולוגיות חוקיות ותחנות חישוב הידרולוגיות מרכזיות), יש לתת עדיפות למדי גשם עם דלי הטיה או שקילה כציוד המדידה העיקרי. ניתן להשתמש בחיישנים קיבוליים כתוספת לזיהוי סוגי משקעים.

תַקצִיר
חיישן הגשם והשלג הקיבולי הוא "זקיף חכם". ערכו המרכזי אינו טמון במתן נתוני גשם מדויקים ברמת המעבדה, אלא בזיהוי אמין ותחזוקה מועטה של ​​התרחשות וסוגי אירועי משקעים, ובמתן מידע איכותי חיוני עבור מערכות קבלת החלטות אוטומטיות (כגון הפעלה אוטומטית של מערכות המסת שלג בכבישים). בעת ביצוע בחירה, יש להגדיר בבירור האם הצרכים האישיים הם "מדידה מדויקת" או "זיהוי מהיר".

למידע נוסף על חיישני מזג אוויר, אנא צרו קשר עם Honde Technology Co., LTD.

וואטסאפ: 86-15210548582+

Email: info@hondetech.com

אתר החברה:www.hondetechco.com