 |
||
|
LABORATORIUM HYDROLOGICZNE I OGRÓDEK METEOROLOGICZNY
Laboratorium hydrologiczne
Laboratorium hydrologiczne oraz ogródek meteorologiczny znajdują się przy i w budynku Huston na terenie Politechniki Krakowskiej przy ulicy Warszawskiej w Krakowie. Laboratorium hydrologiczne stanowią dwa stanowiska pomiarowe. W jednym z nich wykonywany jest pomiar spływu wód gruntowych w wyniku opadów o różnym czasie trwania, badanie przesiąkania oraz badanie zmian retencji gleby. Eksperymenty przesiąkania wody opadowej oraz spływu wód gruntowych są prowadzone w zbiorniku ze stali nierdzewnej wypełnionym np. piaskiem (HM 165) firmy GUNT. Celem zaprojektowanego i wykonanego urządzenia stanowiska drugiego jest pomiar stanu wody. Urządzenie to stanowią m.in. dwa zbiorniki połączone ze sobą oraz czujniki pomiaru stanu wody, a w tym sonda hydrostatyczna, bąbelkowiec oraz ultradźwiękowy czujnik poziomu wody Vegason.
Ogródek meteorologiczny W obrębie laboratorium meteorologicznego (ogródka meteorologicznego) znajduje się siedem stanowisk pomiarowych: |
||
|
STANOWISKO 1 – pomiar temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiar strumienia ciepła glebowego, który możliwy jest poprzez zainstalowane od strony południowej z dala od klatki meteorologicznej czujniki temperatury powietrza przy gruncie (termometr minimalny) oraz gruntu na pięciu standardowych głębokościach (tj. na głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm);
STANOWISKO 2 – do pomiaru promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia; składa się z heliografu Campbell-Stokesa, czujnika pomiaru usłonecznienia (heliometru) oraz czujnika do pomiaru promieniowania (bilansomierz) - z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz). Na wysokości 1,5 m nad poziomem terenu znajdują się czujniki na wysięgniku przymocowanym do masztu.
STANOWISKO 3 – do pomiaru wysokości opadów składa się z dwóch telemetrycznych czujników wysokości opadów oraz detektora opadu, a także ze standardowego deszczomierza Hellmanna oraz pluwiografu. Detektor opadu umieszczono na maszcie w odległości 2,0 m nad poziomem terenu.
STANOWISKO 4 – trzy standardowe klatki meteorologiczne z czujnikami oraz z „tradycyjnymi” przyrządami; w pierwszej klatce meteorologicznej umieszczono: termograf, higrograf, higrometr oraz psychrometr Augusta, kolejne zawierają: pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala) jak również ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 (klatka środkowa) oraz psychrometr wentylowany, a także czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip (klatka trzecia).
STANOWISKO 5 – pomiar widzialności powietrza; na wysokości 3 m nad poziomem terenu znajduje się czujnik widzialności, którego zakres pomiaru wynosi od 10 do 2000 m.
STANOWISKO 6 – gradientowy pomiar temperatury i wilgotności powietrze na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m odbywa się z uwzględnieniem czujników wilgotności powietrza i temperatury powietrza, które znajdują się w osłonach antyradiacyjnych. Czujniki te znajdują się na wysięgnikach przymocowanych do masztu.
STANOWISKO 7 – pomiar kierunku i prędkości wiatru. Przyrządy pomiarowe zlokalizowane są na maszcie metalowym o wysokości 10 m. Konstrukcja masztu jest uziemiona i zabezpiecza pracę czujników przed skutkami zjawisk atmosferycznych (np. wyładowanie atmosferyczne). Stanowisko wyposażono w przyrządy: ultradźwiękowy anemorumbometr, czujnik kierunku wiatru – rumbometr, czujnik prędkości wiatru – anemometr czaszowy. |
|
|
|
|
||
|
STANOWISKO 1 - Zestaw do pomiaru temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiaru strumienia ciepła glebowego pomiar temperatury przy gruncie, gruntu oraz pomiar strumienia ciepła glebowego, który możliwy jest poprzez zainstalowane od strony południowej z dala od klatki meteorologicznej czujniki temperatury powietrza przy gruncie (termometr minimalny) oraz gruntu na pięciu standardowych głębokościach (tj. na głębokości 5, 10, 20, 50 i 100 cm); Specyfikacja techniczna czujnika temperatury gruntu:
Ceramiczny czujnik temperatury gruntu Pt100 odznacza się: - Dużym zakresem pomiarów tj. od -50 do +60 ºC; - Lepszą dokładnością pomiarów niż ± 0,1 ºC (w temperaturze 0 ºC) - Czułością min. 0,4 W/ oC. Specyfikacja techniczna czujnika (z automatyczną kalibracją) do pomiaru strumienia ciepła glebowego:
Czujnik do pomiaru strumienia ciepła glebowego odznacza się: - Znacznym zakresem pomiarów tj. od -30 do +70 ºC; - Grubością czujnika do 5 mm; - Niewielką średnicą tj. 80 mm; - Dokładnością do ± 3% odczytu. Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora znajdującego się w budynku Houston, (2) duża dokładność odczytu. |
|
|
|
|
||
|
STANOWISKO 2 – Zestaw do pomiaru promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia; do pomiaru promieniowania słonecznego oraz usłonecznienia; składa się z heliografu Campbell-Stokesa, czujnika pomiaru usłonecznienia (heliometru) oraz czujnika do pomiaru promieniowania (bilansomierz) - z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz). Na wysokości 1,5 m nad poziomem terenu znajdują się czujniki na wysięgniku przymocowanym do masztu.
Skład zestawu stanowią heliograf oraz czujnik do pomiaru usłonecznienia (heliometr), a także przyrządy do pomiaru promieniowania - bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz).
Heliograf – przyrząd służący do rejestrowania czasu bezpośredniego świecenia słońca. Na polskiej sieci obserwacyjnej używa się heliografów systemu Campbell-Stokesa, którego zasadniczą częścią jest szklana kula o średnicy 9,6 cm. Światło słoneczne padające na kulę skupia się po przeciwnej jej stronie na pasku ze specjalnego kartonu i wypala na nim ślad, z którego wyznacza się czas świecenia Słońca czyli usłonecznienie.
Specyfikacja techniczna czujnik do pomiaru promieniowania - bilansomierz z niezależnym pomiarem promieniowania padającego i odbitego (albedomierz): - Zakres spektralny: od 285 do 2800 nm; - Czułość: od 7 do 14 µV / W / m²; - Czas reakcji: ±5 s; - Zakres temperatur pracy: 40° C do +80° C; - Maksymalne promieniowanie słoneczne: 1200 W / m2; - Pole widzenia: 180°.
Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora znajdującego się w budynku Houston. |
|
|
|
|
||
|
STANOWISKO 3 - Zestaw przyrządów do pomiaru wysokości opadów do pomiaru wysokości opadów składa się z dwóch telemetrycznych czujników wysokości opadów oraz detektora opadu, a także ze standardowego deszczomierza Hellmanna oraz pluwiografu. Detektor opadu umieszczono na maszcie w odległości 2,0 m nad poziomem terenu.
Deszczomierz Hellmanna; przyrząd do pomiaru wysokości opadów atmosferycznych o powierzchni chwytnej 200 cm2. Przyrząd ten składa się z następujących części wykonywanych z blachy cynkowej: podstawy, odbiornika, zbiornika, wkładki i pokrywki. Przyrząd przymocowuje się do słupka od strony północnej na takiej wysokości, żeby górna krawędź mosiężnego pierścienia u zbiornika deszczomierza znajdowała się na wysokości 1 m (nad pow. terenu) na posterunkach w terenie wzniesionym do 500 m n.p.m.
Pluwiograf; jest samopisem, który podczas deszczu kreśli na pasku papieru nawiniętym na obracającym się bębnie zegarowym, linię sumy wysokości opadu zwaną pluwiogramem. Z wykresu tego można odczytać wysokość opadu za określony okres czasu, a z danych tych obliczyć wysokość opadu przypadającą średnio na jednostkę czasu. Powierzchnia wlotowa pluwiografu Hellmanna wynosi 200 cm2. Urządzenie pluwiografu mieści się w osłonie z cynkowej blachy, zaopatrzonej w drzwiczki.
Specyfikacja techniczna czujnika wysokości opadów: - Typ obudowy: Hellmann; - Powierzchnia chwytna czujnika znajduje się na wysokości 1.0 m nad powierzchnią terenu; - Powierzchnia chwytna: 200 cm2; - Zakres pomiarowy: 0・- 5 mm/min; - Rozdzielczość pomiaru: 0.1 mm; - Element aktywny: korytko wywrotowe; - Temperatura pracy: -30・- 60・・C. Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora znajdującego się w budynku Houston, (2) duża dokładność odczytu, (3) temperatura wnętrza – minimum 3・・C (・} 0.5・・C), (4) waga 3500 g.
Specyfikacja techniczna detekcyjnego czujnika opadu: - czułość detekcji: 0.05 cm2; - temperatura pracy: -30・- 60・・C; - niska waga: 500 g. Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora znajdującego się w budynku Houston, (2) prąd zasilania: 12 V DC, 5 mA , (3) napięcie grzania: 12 V AC lub 12 V DC. |
|
|
|
|
||
|
Zestaw trzech standardowych klatek meteorologicznych z czujnikami oraz z przyrządami tradycyjnymi (stanowisko 4), a także stanowisko w którym dokonuje się pomiaru temperatury i wilgotności powietrza na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m (stanowisko 6)
STANOWISKO 4 - Przyrządy znajdujące się w klatach meteorologicznych służą do pomiarow i ciągłej rejestracji temperatury oraz wilgotności powietrza. Trzy standardowe klatki meteorologiczne z czujnikami oraz z „tradycyjnymi” przyrządami; w pierwszej klatce meteorologicznej umieszczono: termograf, higrograf, higrometr oraz psychrometr Augusta, kolejne zawierają: pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala) jak również ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 (klatka środkowa) oraz psychrometr wentylowany, a także czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip (klatka trzecia).
Klatka meteorologiczna: tradycyjna wykonana z drewna o przybliżonych wymiarach wewnętrznych: szerokość – 75 cm, głębokość – 48 cm i wysokość – 48 cm. Ścianki klatki wykonane z podwójnych żaluzyjek, w których deseczki są nachylone względem poziomu pod kątem 45・・. Dno klatki tworzą trzy deski, z których środkowa znajduje się o kilka cm wyżej od dwóch bocznych. Dach klatki posiada dwa podkłady: dolny (wewnętrzny) – jest ułożony poziomo i posiada szereg okrągłych otworów, zaś górny (zewnętrzny) – jest pochylony do tyłu klatki.
Akcesoria specjalistyczne do klatek meteorologicznych: - Termograf; rejestruje samoczynnie i w sposób ciągły przebieg temperatury powietrza - Higrograf; urządzenie, ktore samoczynnie i w sposób ciągły rejestruje przebieg wilgotności względnej powietrza w postaci linii zwanej higrogramem; - Psychrometr Augusta, który tworzą dwa termometry tzw. zwykły suchy i zwilżony; Podziałka termometru zwykłego obejmuje zakres od –37 do +50oC, a każdy stopień podzielony jest na pięć części, z których każda odpowiada 0,2oC; - Higrometr służy do wyznaczenia wilgotności względnej powietrza; - Pojemnościowy czujnik wilgotności powietrza i oporowy cienkowarstwowy temperatury powietrza (HMP 155 Vaisala); - Ceramiczny czujnik temperatury powietrza Pt100 w tym w osłonach przeciwradiacyjnych; - Psychrometr wentylowany; czujnik temperatury „suchy” i „zwilżony” ceramiczny Pt100, dla którego zakres pomiaru wynosi od -50 do 60oC; - Czujnik wilgotności powietrza i temperatury powietrza Hygroclip dla którego zakres pomiaru wilgotności powietrza stanowi od 0 do 100% RH, temperatura -50 do 100 ・・C.
STANOWISKO 6 – gradientowy pomiar temperatury i wilgotności powietrze na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m odbywa się z uwzględnieniem czujników wilgotności powietrza i temperatury powietrza, które znajdują się w osłonach antyradiacyjnych. Czujniki te znajdują się na wysięgnikach przymocowanych do masztu. |
|
|
|
|
||
|
STANOWISKO 5 – Zestaw urządzeń do pomiaru widzialności powietrza - pomiar widzialności powietrza; na wysokości 3 m nad poziomem terenu znajduje się czujnik widzialności, którego zakres pomiaru wynosi od 10 do 2000 m. Czujnik widzialności powietrza umiejscowiony został na wysięgniku przymocowanym do masztu na wysokości 2 m, dla ktorego zakres pomiaru widzialności wynosi od 10 do 2000 m.
Specyfikacja techniczna czujnika widzialności powietrza: - Rozpoznawanie minimum 4 rożnych typow opadu (deszcz, mżawka, śnieg, deszcz lodowy); - Rozpoznawanie min. mgły, gęstej mgły, dymu, piasku; - Temperatura środowiska pracy: od - 40o do 55oC; - Wilgotność środowiska pracy: od 0 do 100 %. Dodatkowe charakterystyki: (1) Łatwa i szybka transmisja danych poprzez kable teletechniczne do rejestratora znajdującego się w budynku Houston, (2) prąd zasilania: 12 V do 50 V DC, (3) zasilanie z rejestratora. |
|
|
|
|
||
|
STANOWISKO 6 – gradientowy pomiar temperatury i wilgotności powietrze na wysokościach; 2, 3, 4 , 8 m odbywa się z uwzględnieniem czujników wilgotności powietrza i temperatury powietrza, które znajdują się w osłonach antyradiacyjnych. Czujniki te znajdują się na wysięgnikach przymocowanych do masztu.
Czujnik kierunku wiatru – rumbometr – wysokość montażu: 10 m
Czujnik prędkości wiatru – anemometr czaszowy – wysokość montażu: 10 m |
|
|
|
|
||
|
MONITORING – ogródek został zabezpieczony reflektorem z czujnikiem ruchu oraz kamerą monitoringu |
|
|
|
|
||
