Przyjrzyjmy się bliżej funkcjom pojemnościowych czujników deszczu i śniegu.
Ten czujnik służy głównie do wykrywania występowania opadów atmosferycznych i rozróżniania ich rodzajów (deszcz, śnieg, opady mieszane). Jego podstawową zasadą jest użycie odsłoniętego kondensatora do pomiaru zmiany stałej dielektrycznej substancji, które opadają na jego powierzchnię.
Krótki opis podstawowej zasady
Powierzchnia czujnika składa się z jednej lub kilku płytek pojemnościowych. Opady atmosferyczne (krople deszczu lub płatki śniegu) na powierzchnię czujnika zmieniają właściwości dielektryczne między płytkami, powodując tym samym zmiany wartości pojemności. Ze względu na różne stałe dielektryczne wody, lodu i powietrza, analiza wzorów, częstotliwości i amplitud zmian pojemności pozwala określić, czy występują opady atmosferyczne, a także czy jest to deszcz, czy śnieg.
Główne cechy i zalety
1. Brak ruchomych części, wysoka niezawodność
W przeciwieństwie do tradycyjnych deszczomierzy z uchylnym pojemnikiem (z mechanicznym pojemnikiem), czujniki pojemnościowe nie posiadają żadnych ruchomych części. To znacznie zmniejsza awarie spowodowane zużyciem mechanicznym, zakleszczeniem (np. przez piasek, kurz lub liście) lub zamarzaniem, a także charakteryzuje się wyjątkowo niskimi wymaganiami konserwacyjnymi i długą żywotnością.
2. Potrafi rozróżniać rodzaje opadów (deszcz/śnieg/mieszane)
To jedna z jego najważniejszych zalet. Analizując charakterystykę sygnałów pojemnościowych za pomocą algorytmów, można określić stan fazowy opadów. Jest to kluczowe w scenariuszach zastosowań wymagających dokładnego zrozumienia rodzajów opadów zimowych (co jest istotne w przypadku ostrzeżeń dotyczących transportu, ogrzewania i rolnictwa).
3. Wykrywalna intensywność i akumulacja opadów (szacowana)
Pomiar częstotliwości i intensywności zmian pojemności pozwala oszacować intensywność i skumulowaną ilość opadów. Chociaż jego absolutna dokładność zazwyczaj nie jest tak dobra, jak w przypadku ściśle skalibrowanych deszczomierzy z wiadrem lub deszczomierzy wagowych, jest on wystarczający do monitorowania trendów oraz analizy jakościowej/półilościowej.
4. Szybka reakcja
Urządzenie jest w stanie wykryć początek i koniec bardzo lekkich opadów (takich jak mżawka i lekki śnieg) praktycznie bez żadnych opóźnień.
5. Niskie zużycie energii i łatwa integracja
Doskonale nadaje się do integracji ze stacjami meteorologicznymi zasilanymi energią słoneczną i umożliwia zdalne przesyłanie danych za pomocą technologii Internetu rzeczy.
6. Może wyprowadzać bogate informacje
Może nie tylko wysyłać proste sygnały przełączające „z opadami/bez opadów”, ale także wysyłać bardziej wymiarowe informacje, takie jak kody typów opadów i poziomy intensywności opadów.
Ograniczenia i wyzwania
Dokładność pomiaru jest stosunkowo ograniczona (szczególnie w przypadku opadów)
W scenariuszach wymagających precyzyjnych pomiarów (takich jak badania hydrologiczne i obserwacje opadów w operacjach meteorologicznych) zazwyczaj nie jest to pierwszy wybór. Wartość opadów mierzona za pomocą tego urządzenia jest podatna na wpływ czynników takich jak rodzaj opadów, temperatura i wiatr, i wymaga lokalnej kalibracji.
2. Jest podatny na zakłócenia nie związane z opadami atmosferycznymi
Rosa, szron i szron: Tego rodzaju skroplona woda, która nie jest osadem i przylega do powierzchni pomiarowej, będzie błędnie traktowana przez czujnik jako bardzo słaby opad.
Kurz, cząsteczki soli, owady, ptasie odchody: Każda substancja przylegająca do powierzchni czujnika może zmienić wartość pojemności, co prowadzi do fałszywych alarmów. Chociaż niektóre modele posiadają powłoki samoczyszczące lub funkcje podgrzewania, które łagodzą ten problem, nie można go całkowicie wyeliminować.
Kurz lub rozpryski wody przy silnym wietrze: Mogą one również powodować krótkotrwałe fałszywe wyzwolenie alarmu.
3. Wymagane jest regularne czyszczenie i kalibracja
Aby zapewnić dokładność danych, powierzchnia czujnika musi być utrzymywana w czystości oraz regularnie sprawdzana i konserwowana. Po długotrwałym użytkowaniu może być konieczna ponowna kalibracja.
4. Koszt jest stosunkowo wysoki
W porównaniu do prostego deszczomierza z przechylanym wiadrem, jego komponenty elektroniczne i algorytmy są bardziej skomplikowane, więc koszt zakupu jest zazwyczaj wyższy.
W porównaniu z rdzeniem deszczomierza z wywrotką
Sugerowane scenariusze zastosowania
| Charakterystyka | Pojemnościowy czujnik deszczu i śniegu | Deszczomierz z wiadrem przechylnym |
| Zasada działania
| Pomiar zmian stałej dielektrycznej (typ elektroniczny) | Liczba obrotów wiaderka pomiarowego (typ mechaniczny) |
| Główna zaleta
| Potrafi odróżnić deszcz od śniegu, nie ma ruchomych części, wymaga niewielkiej konserwacji i szybko reaguje | Pomiar opadów w jednym punkcie charakteryzuje się wysoką dokładnością, stosunkowo niskim kosztem i dojrzałą technologią |
| Główne wady
| Jest podatny na zakłócenia spowodowane opadami deszczu, charakteryzuje się stosunkowo niską dokładnością pomiaru opadów i wysokim kosztem | Istnieją ruchome części, które są podatne na zużycie lub zacinanie się, nie odróżniają deszczu od śniegu i są podatne na zamarzanie zimą |
| Typowe zastosowania | Stacje meteorologiczne, systemy ostrzegania drogowego, inteligentne miasta i automatyczne stacje ogólnego przeznaczenia
| Stacje obserwacyjne meteorologiczne, stacje hydrologiczne, monitoring rolniczy |
Bardzo odpowiednie scenariusze
Monitoring meteorologiczny ruchu drogowego: zainstalowany w pobliżu dróg ekspresowych, lotnisk i mostów, może szybko ostrzegać o ryzyku śliskich dróg i oblodzenia (deszczu przechodzącego w śnieg).
Automatyczne stacje meteorologiczne ogólnego przeznaczenia: muszą uzyskiwać informacje na temat tego, „czy występują opady” i „rodzajów opadów” przez cały dzień, przy niskich wymaganiach konserwacyjnych.
Inteligentne miasta i Internet Rzeczy: Jako część miejskiej sieci percepcji pogody monitoruje występowanie opadów.
Należy rozróżniać okazje deszczowe i śnieżne, takie jak ośrodki narciarskie i obsługa imprez sportów zimowych.
Scenariusze niezalecane: W sytuacjach, w których wymagana jest wyjątkowo wysoka dokładność pomiaru opadów (np. w legalnych stacjach obserwacji meteorologicznych i głównych stacjach obliczeń hydrologicznych), deszczomierze z wiadrem lub deszczomierze wagowe powinny być priorytetem jako główny sprzęt pomiarowy. Czujniki pojemnościowe mogą być stosowane jako uzupełnienie do identyfikacji rodzajów opadów.
Streszczenie
Pojemnościowy czujnik deszczu i śniegu to „inteligentny strażnik”. Jego podstawową wartością nie jest dostarczanie precyzyjnych danych o opadach deszczu na poziomie laboratoryjnym, ale niezawodne i bezobsługowe identyfikowanie występowania i rodzajów opadów oraz dostarczanie kluczowych informacji jakościowych dla zautomatyzowanych systemów decyzyjnych (takich jak automatyczne uruchamianie systemów topienia śniegu na drogach). Dokonując wyboru, należy jasno określić, czy zależy nam na „precyzyjnym pomiarze”, czy na „szybkiej identyfikacji”.
Aby uzyskać więcej informacji na temat czujników pogodowych, skontaktuj się z firmą Honde Technology Co., LTD.
WhatsApp: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
Strona internetowa firmy:www.hondetechco.com
Czas publikacji: 02-12-2025