Wat is een ‘Weerstation’, uitleg begrippen, meetprincipe
Dat is voor iedere gebruikers anders. In sommige gevallen gaat het over een samengesteld geheel waarmee neerslag, regen, windrichting en windsnelheid en zonnestraling wordt bepaald. In andere gevallen gaat het alleen om meting van luchtvochtigheid en temperatuur. Of alleen om meten van wind. Om meer duidelijk te scheppen tussen verschillende systemen, hierbij een korte uitleg. Veel informatie is verder ook te vinden op de officiële site van het KNMI.
(samengestelde weerstations, pluviometer)
Soorten weerstations of meteo stations. Wat kopen?
Weerstations zijn er in alle soorten en maten. Oppervlakkig gezien is het allemaal ‘het zelfde’, maar waarom kost het ene weerstation slechts enkele tientallen euro’s en het andere station voor het meten van weercondities enkele duizenden euro’s? Vooral met weeramateurs zijn hierover boeiende discussies te voeren.
Misschien is het volgende voorbeeld aansprekend: er zijn wasmachines van 300 euro en er zijn er die (vrijwel) hetzelfde kunnen en doen die 1500 euro of meer kosten. De was wordt in beide gevallen schoon. Of: je kunt een nieuwe auto kopen voor 10k of een auto van 50k. Is dat hetzelfde? Ze rijden allebei. Waar het om gaat is: wat zijn de eisen die worden gesteld en wat zijn de risico’s wanneer iets niet volledig voldoet aan die eisen.
Delta OHM levert weerstations voor professionele doeleinden. En, met alle respect, het is iets anders wanneer je als weeramateur wilt weten wat de luchtvochtigheid in de afgelopen nacht is geweest dan wanneer als industrieel bedrijf de procesomstandigheden afhankelijk zijn van deze luchtvochtigheid. In het geval van een industrieel bedrijf kan bij een afwijking in de meetwaarde de schade oplopen tot enorme bedragen. En dat is de reden dat een industrieel weerstation toch echt anders is. Dat weeramateurs andere keuzes maken is logisch: voor beginnende weeramateurs is de volgende pagina een goede start.
Stabiliteit van het meetsignaal
Van een industrieel weerstation mag verwacht worden dat het ‘altijd’ doet wat het moet doen en dat de stabiliteit van de meetgegevens dermate goed is dat een meting vandaag of volgend jaar niet verschilt. Daarom worden in een industrieel station andere componenten gebruikt en andere materialen toegepast.
Een ultrasoon weerstation zoals Delta Ohm dat produceert kent geen bewegende delen en is dus niet onderhevig aan slijtage.
Windmeting, windsensor: meten van windsnelheid en windrichting
Hiervoor zijn in grote lijnen 2 systemen op de markt. Cup-anemometers (de draaiende cups genereren een signaal waaruit de windsnelheid te bepalen is) met een windvaan voor het bepalen van de richting of Ultrasone windmeters of anemometers. Hieronder zijn een aantal voor-en nadelen aangegeven.
Cup anemometer
Een cup anemometer of cupanemometer of windsensor bestaat uit een aantal ronddraaiende ‘cups’ op een statief. Dit soort systemen genereert een frequentiesignaal of, wanneer er een omvormer wordt gebruikt, een directe 4-20mA output.
Windrichting bepalen is met een cup anemometer niet mogelijk, daarom wordt deze windmeting over het algemeen gecombineerd met een (mechanische) windvaan. Vaak genereert deze een weerstandsignaal omdat er gebruik gemaakt wordt van een potmeter.
Deze systemen zijn mechanisch, zowel de cup windmeting als de vaan voor het bepalen van de richting hebben daarom te maken met mechanische slijtage en dus onderhoud. Praktijkgevallen wijzen uit dat bij gebruik van mechanische cup_anemometers de onderhoudskosten vaak jaarlijks worden begroot op 10%-20% van de aanschafwaarde. Bedenk b.v. wat er kan gebeuren wanneer een vaan (zoals gewoonlijk) toch lange periodes dezelfde richting opwijs: deze staat dan te trillen rond hetzelfde punt en dat zal op een bepaald moment slijtage geven. Of: wat gebeurt er als er vogels op de vaan plaatsnemen?
Niet alleen het smeren van lagertjes bepaalt dus de hoogte van het onderhoudsbedrag. Belangrijker is: huur van hoogwerker arbeidsuren en materialen. Nu kan de huur van een hoogwerker worden voorkomen door de installatie op een kantelpaal te plaatsen. Dat betekent echter dat de installatiekosten hierdoor fors zijn.
Belangrijk nadeel van de cup anemometer: het onderhoud en de bijkomende kosten.
Bovendien zal altijd gebruik moeten worden gemaakt van (al dan niet inbegrepen) omvormers om de signalen leesbaar te maken voor een PLC.
Ultrasone windmeting, ultrasoon windmeten: windsnelheid + windrichting.
Ultrasone windmetingen werken op een totaal andere manier: hierbij zijn geen bewegende delen aanwezig en wordt de windmeting uitgevoerd met behulp van ultrasoon geluid. Er zijn 2 systemen, een 2d systeem en een 3d systeem. Hieronder volgt meer uitleg over beide systemen om windmetingen uit te voeren.
Het principe is gemakkelijk uit te leggen aan de hand van de 2d wind (anemo)meter.
De tegenover elkaar geplaatste sensoren ( 4 in totaal) genereren en ontvangen het ultrasone geluid. Wanneer het windstil is heeft het signaal een bepaalde tijd nodig om de ontvanger te bereiken. Vindt er luchtverplaatsing plaats (er is wind aanwezig) dan zal het signaal iets afbuigen waardoor de tijd langer wordt. Uit deze tijdsverandering wordt de windsnelheid berekend. Omdat er in een hoek ten opzichte van elkaar wordt gemeten door de twee paren sensoren is het op basis hiervan tevens mogelijk om te bepalen waar de wind vandaan komt. De windrichting wordt op deze manier bepaald.
Er is geen sprake van mechanische beweging, er is dus geen slijtage.
De 2d systemen zijn geschikt om horizontale wind te meten, zowel de windsnelheid als de windrichting. De 3 systemen bestaan uit 3 paar sensoren, het meetprincipe is hetzelfde als bij de 2d. De 3d kan, naast het meten van de windrichting en de windsnelheid, bovendien ook de hoek waaronder de wind waait (stijg- of valwind) meten.
Het Delta Ohm HD53.3 2d weerstation is in een groot aantal verschillende configuraties te leveren.
- windrichting en windsnelheid
- windrichting en windsnelheid en atmosferische druk
- windrichting en windsnelheid en atmosferische druk en relatieve luchtvochtigheid en temperatuur
- windrichting en windsnelheid en atmosferische druk en relatieve luchtvochtigheid en temperatuur en zonnestraling
En dit zijn niet nog niet eens alle mogelijkheden. Bovendien is het weerstation uit te rusten met een vogelafweer systeem zodat het station nooit een zitplaats voor vogels zal worden.
Verder is het unieke aan dit weerstation dat vrijwel alle uitgangssignalen beschikbaar zijn en desgewenst door de gebuiker kunnen worden geconfigureerd: RS232, RS485, RS422 - Modbus /SDI12/ NMEA. Kijk hier voor een volledige beschrijving van de mogelijkheden.
Bij de cupmeter of cup anemometer geldt:
- Installatie op kantelpaal vanwege noodzaak van bereikbaarheid voor onderhoud.
- Jaarlijks onderhoud en vervanging van onderdelen (afhankelijk van plaatsing).
- Bestaat vaak uit verschillende onderdelen (windvaan en cup anemometer) en losse elektronica.
- In de praktijk kan gesteld worden dat een cup anemometer per 5 jaar hetzelfde kost als de aanschaf.
- Jaarlijkse of 2 jaarlijkse kalibratie gewenst vanwege afwijkingen die ontstaan door mechanische slijtage.
Bij de ultrasone windmeting geldt:
- Geïntegreerde elektronica met universele instellingen
- Plaatsing op gewone paal, geen kantelmast nodig.
- Geen onderhoud of slijtage.
- De aanschafprijs ligt hoger dan (de meeste) cupanemometers
- Binnen enkele jaren verdient dit systeem zichzelf meer dan terug.
- Kalibratie interval > 5 jaar.
Vragen over de windmetingen? Bel ons even (of mail ons) dan helpen we u graag verder!
(aangepast 20-11-2015)
