Անձրևի կաթիլի «մեխանիկական հաշվիչը». Ինչու է պլաստիկե դույլով անձրևաչափը մնում գլոբալ անձրևների մոնիթորինգի «անտեսանելի հենասյունը»

Լիդարի, միկրոալիքային սենսորների և արհեստական ​​բանականության կանխատեսումների դարաշրջանում հարյուր դոլարից պակաս արժողությամբ պլաստիկ սարքը դեռևս կատարում է տեղումների ամենահիմնարար չափումը աշխարհի օդերևութաբանական կայանների 90%-ում. որտեղի՞ց է գալիս դրա երկարատև կենսունակությունը։

Եթե ​​բացեք ժամանակակից ավտոմատ եղանակային կայան, հավանաբար կտեսնեք, որ տեղումների սենսորը ոչ թե թարթող լազերային գլուխ է կամ բարդ միկրոալիքային անտենա, այլ պարզ մեխանիկական սարք, որը պատրաստված է պլաստիկե շրջվող դույլից, մագնիսներից և եղեգնյա անջատիչից՝ շրջվող դույլի անձրևաչափից։

Իռլանդացի ինժեներ Թոմաս Ռոբինսոնի կողմից 1860 թվականին նախատիպի նախագծումից ի վեր, այս դիզայնը մեծ մասամբ անփոփոխ է մնացել ավելի քան 160 տարի։ Այսօր այն զարգացել է պղնձե ձուլվածքից մինչև ներարկման ձուլվածքով պլաստիկ, ձեռքով ընթերցումից մինչև էլեկտրոնային ազդանշանի ելք, բայց դրա հիմնական սկզբունքը մնում է նույնը. թող յուրաքանչյուր անձրևի կաթիլը շարժի ճշգրիտ մեխանիկական լծակ՝ այն վերածելով քանակական տվյալների։

Դիզայնի փիլիսոփայություն. մինիմալիզմի իմաստությունը

Շրջադարձային դույլով անձրևաչափի սիրտը կրկնակի դույլով հավասարակշռման համակարգն է.

1. Հավաքող ձագարը անձրևաջրերը ուղղում է դույլերից մեկի մեջ։
2. Յուրաքանչյուր դույլ ճշգրիտ տրամաչափված է (սովորաբար 0.2 մմ կամ 0.5 մմ տեղումներ մեկ ծայրակալի համար):
3. Մագնիսը և եղեգի անջատիչը էլեկտրական իմպուլս են առաջացնում ամեն անգամ, երբ դույլը թեքվում է։
4. Տվյալների գրանցիչը հաշվում է իմպուլսները, բազմապատկում տրամաչափման արժեքով՝ ընդհանուր տեղումների քանակը հաշվարկելու համար։

Այս դիզայնի շքեղությունը կայանում է հետևյալում.

• Պասիվ գործողություն. Այն ֆիզիկապես չափում է տեղումների քանակը՝ առանց էլեկտրաէներգիայի կարիք ունենալու (էլեկտրոնիկան նախատեսված է միայն ազդանշանի փոխակերպման համար):
• Ինքնամաքրում. դույլը ավտոմատ կերպով վերագործարկվում է յուրաքանչյուր ծայրից հետո՝ հնարավորություն տալով շարունակական չափման։
• Գծային արձագանք. 0–200 մմ/ժ տեղումների ինտենսիվության դեպքում սխալը կարող է վերահսկվել ±3%-ի սահմաններում։

Ժամանակակից կենսունակություն. ինչու բարձր տեխնոլոգիաները չեն փոխարինել այն

Քանի որ օդերևութաբանական սարքերը հակված են ավելի բարձր գնի և ճշգրտության, պլաստիկե շրջվող դույլով անձրևաչափը պահպանում է իր դիրքերը չորս հիմնական առավելություններով.

1. Անհամեմատելի ծախսարդյունավետություն

• Մասնագիտական ​​​​մակարդակի սենսորային միավորի արժեքը՝ $500–$5,000
• Պլաստիկե դույլի անձրևաչափի միավորի արժեքը՝ $20–$200
• Աշխարհում բարձր խտության տեղումների մոնիթորինգի ցանցեր կառուցելիս արժեքի տարբերությունը կարող է լինել երկու կարգի մեծության։

2. Չափազանց ցածր գործառնական շեմ

• Մասնագիտական ​​​​ստուգաչափում անհրաժեշտ չէ, միայն ֆիլտրերի պարբերական մաքրում և մակարդակի ստուգումներ:
• Սահարայի ենթասահարյան Աֆրիկայի կամավորական եղանակային ցանցերը առաջին անգամ տարածաշրջանային տեղումների տվյալների բազաներ կառուցելու համար ապավինում են հազարավոր պարզ թեքվող դույլերով չափիչներին։

3. Տվյալների համեմատելիություն և անընդհատություն

• Աշխարհի դարավոր անձրևաջրերի շարքի տվյալների 80%-ը ստացվում է tipping-bucket-ից կամ դրա նախորդից՝ սիֆոնային անձրևաչափից։
• Նոր տեխնոլոգիաները պետք է «համաձայնեցվեն» պատմական տվյալների հետ, իսկ վերջնական արդյունքները ծառայում են որպես կլիմայի հետազոտության հիմք։

4. Կայունություն ծայրահեղ միջավայրերում

• 2021 թվականի Գերմանիայում տեղի ունեցած ջրհեղեղների ժամանակ մի քանի ուլտրաձայնային և ռադարային անձրևաչափեր խափանվեցին էլեկտրաէներգիայի անջատումների պատճառով, մինչդեռ մեխանիկական թափվող դույլերը շարունակում էին գրանցել ամբողջ փոթորիկը պահեստային մարտկոցներով։
• Բևեռային կամ բարձրլեռնային շրջաններում գտնվող անօդաչու կայաններում դրա ցածր էներգիայի սպառումը (տարեկան մոտ 1 կՎտժ) այն դարձնում է անփոխարինելի ընտրություն։

Իրական աշխարհի ազդեցությունը. Երեք հիմնական սցենարներ

Դեպք 1. Բանգլադեշի ջրհեղեղի նախազգուշացման համակարգ
Երկիրը Բրահմապուտրա դելտայում տեղադրեց 1200 պարզ պլաստիկ անձրևաչափ, որոնց գյուղացիները ամեն օր գրանցում էին իրենց տվյալները SMS-ի միջոցով: Այս «ցածր տեխնոլոգիական ցանցը» ջրհեղեղի մասին նախազգուշացման ժամանակը 6 ժամից երկարացրեց մինչև 48 ժամ՝ տարեկան փրկելով հարյուրավոր կյանքեր, որի կառուցման արժեքը համարժեք էր ընդամենը մեկ բարձրակարգ Դոպլերյան եղանակային ռադարի:

Դեպք 2. Կալիֆոռնիայի անտառային հրդեհների ռիսկի գնահատում
Անտառտնտեսության վարչությունը կարևոր լանջերին տեղադրել է արևային էներգիայով աշխատող անձրևաչափերի ցանցեր՝ կարճաժամկետ տեղումները վերահսկելու համար, որոնք կարևոր են «այրման ինդեքսի» հաշվարկների համար: 2023 թվականին համակարգը ապահովել է եղանակային պատուհանի ճշգրիտ որոշումների աջակցություն 97 նախատեսված այրման գործողությունների համար:

Դեպք 3. Քաղաքային ջրհեղեղի «տաք կետերի» գրավումը
Սինգապուրի Հանրային ծառայությունների խորհուրդը տանիքներին, կայանատեղիներին և ջրահեռացման կետերին ավելացրել է միկրոշրջադարձային դույլերի սենսորներ՝ նույնականացնելով ավանդական օդերևութաբանական կայանների ցանցերի կողմից բաց թողնված երեք «միկրո տեղումների գագաթնակետային գոտիներ», համապատասխանաբար օպտիմալացնելով 200 միլիոն սինգապուրյան դոլար արժողությամբ ջրահեռացման արդիականացման ծրագիրը։

Զարգացող դասական. Երբ մեխանիկան հանդիպում է ինտելեկտին

Շրջադարձային դույլով անձրևաչափերի նոր սերունդը աննկատելիորեն արդիականացվում է.

• Ինտերնետային իրերի ինտեգրում. Հագեցած է նեղաշերտ Ինտերնետային իրերի (NB-IoT) մոդուլներով՝ հեռակա տվյալների փոխանցման համար:
• Ինքնախտորոշման գործառույթներ՝ խցանումների կամ մեխանիկական խափանումների հայտնաբերում՝ աննորմալ թեքության հաճախականությունների միջոցով։
• Նյութական նորարարություն. Օգտագործելով ուլտրամանուշակագույն ճառագայթներին դիմացկուն ASA պլաստիկ, ծառայության ժամկետը երկարաձգվում է 5-ից մինչև 15 տարի։
• Բաց կոդով շարժում. Մեծ Բրիտանիայի «RainGauge»-ի նման նախագծերը տրամադրում են 3D տպագրելի դիզայններ և Arduino կոդ՝ խրախուսելով հանրային գիտական ​​մասնակցությունը։

Դրա սահմանափակումները՝ իմանալով դրա լավ օգտագործման սահմանները

Իհարկե, շրջվող դույլով անձրևաչափը կատարյալ չէ.

• 200 մմ/ժ-ից ավելի տեղումների ինտենսիվության դեպքում դույլերը կարող են ժամանակին չվերականգնվել, ինչը կհանգեցնի թերհաշվարկի։
• Պինդ տեղումները (ձյուն, կարկուտ) չափումից առաջ պահանջում են տաքացում՝ հալվելու համար։
• Քամու ազդեցությունը կարող է առաջացնել ջրհավաք ավազանի սխալներ (խնդիր, որը բնորոշ է բոլոր գետնի վրա հիմնված անձրևաչափերին):

Եզրակացություն. Հուսալիությունը գերազանցում է կատարելությանը

Տեխնոլոգիական շողշողունությամբ տարված դարաշրջանում պլաստիկե դույլի տեսքով անձրևաչափը մեզ հիշեցնում է հաճախ մոռացված մի ճշմարտություն. ենթակառուցվածքների համար հուսալիությունն ու մասշտաբայնությունը հաճախ ավելի կարևոր են, քան բացարձակ ճշգրտությունը: Այն տեղումների մոնիթորինգի «AK-47»-ն է՝ պարզ կառուցվածքով, ցածր գնով, բարձր հարմարվողականությամբ և, հետևաբար, ամենուրեք հանդիպող:

Յուրաքանչյուր անձրևի կաթիլ, որը ընկնում է իր ձագարի մեջ, մասնակցում է մարդկության կողմից կլիմայական համակարգի ըմբռնման համար ամենակարևոր տվյալների շերտի կառուցմանը: Այս համեստ պլաստիկ սարքը, ըստ էության, պարզ, բայց ամուր կամուրջ է, որը կապում է անհատական ​​դիտարկումները համաշխարհային գիտության, տեղական աղետները՝ կլիմայական գործողությունների հետ:

Սերվերների և ծրագրային անլար մոդուլի ամբողջական հավաքածու, աջակցում է RS485 GPRS /4g/WIFI/LORAWAN-ին

Ավելի շատ անձրևի սենսորների համար տեղեկատվություն,

խնդրում ենք կապվել Honde Technology Co., LTD-ի հետ։

Email: info@hondetech.com

Ընկերության կայքէջ՝www.hondetechco.com

Հեռ․՝ +86-15210548582