A importância da medição da umidade na meteorologia

Como garantir a medição confiável da umidade em ambientes adversos

A ciência da meteorologia - o estudo de processos e fenômenos na atmosfera - avançou muito nos últimos anos. O advento dos supercomputadores, dos satélites em órbita terrestre e das novas tecnologias de monitoramento e medição, combinados com os avanços na modelagem de dados e na compreensão mais profunda da física e da química atmosféricas, está levando a novas percepções sobre as condições que impulsionam nossos sistemas climáticos e meteorológicos.

Agora podemos prever futuros eventos climáticos com muito mais precisão. Também podemos usar a modelagem atmosférica como base para atividades que vão desde a agricultura e a biossegurança até a previsão da demanda por geração de energia e o desenvolvimento de estratégias para combater o impacto das mudanças climáticas.

Sensores para estações meteorológicas remotas

Um fator essencial para o avanço da ciência meteorológica foi a disponibilidade de uma nova geração de estações meteorológicas automatizadas sofisticadas e multifuncionais, projetadas para uso em locais remotos. Elas exploram as mais recentes tecnologias de GPS, comunicações baseadas em nuvem e energia solar para fornecer aos cientistas dados de vários sensores e instrumentos de medição, geralmente em tempo real.

Embora uma variedade de sensores seja usada em diferentes tipos de estações meteorológicas, o requisito de medir a temperatura e a umidade é comum a quase todas. Essa última é especialmente importante para que sejam feitas previsões meteorológicas precisas. Isso é particularmente verdadeiro no setor agrícola, pois a umidade é um dos fatores mais importantes que afetam o crescimento das culturas, o risco de infestação por pragas e as mudanças nas condições climáticas. Quando usado em conjunto com medições da umidade do solo, da temperatura e das condições de vento e chuva, o monitoramento preciso da umidade permite que os agricultores determinem o melhor momento para plantar sementes, aplicar pesticidas ou colher as safras. Ele também ajuda a reduzir o desperdício, aumentar a produtividade e minimizar as emissões de carbono.

Condições exigentes requerem sensores resistentes

As aplicações meteorológicas, por sua própria natureza, tendem a ser extremamente exigentes. Temperaturas amplamente flutuantes, ventos com força de tempestade, altos níveis de chuva, neve e gelo, além de poeira, areia, sal e produtos químicos agrícolas, são comuns. Por exemplo, nossos sensores de umidade relativa e temperatura estão sendo usados atualmente em estações meteorológicas no cume do Monte Everest, a uma altura de mais de 8.000 m e em algumas das condições ambientais mais adversas encontradas em qualquer lugar do planeta.

Portanto, os sensores de umidade precisam ser projetados para resistir a condições difíceis e, ao mesmo tempo, fornecer dados precisos, consistentes e repetíveis. Talvez tão importante quanto isso - especialmente quando as estações meteorológicas estão em locais remotos ou de difícil acesso - eles precisam ser pequenos, leves e consumir o mínimo de energia.

Um dos desafios adicionais para os engenheiros de instrumentação é projetar um mecanismo de sensor que seja livre de desvios - ou, pelo menos, o mais livre possível. O desvio, ou a tendência de a precisão do sensor mudar gradualmente com o tempo, afeta todos os sensores de umidade. O grau de desvio dependerá de uma série de fatores, dos quais as condições de operação e a qualidade da construção do sensor são os mais importantes.

Em termos simples, um sensor de umidade consiste em três camadas, com um material dielétrico detector de umidade imprensado entre dois eletrodos carregados. As alterações na umidade afetam a impedância do material dielétrico e, portanto, a corrente que flui pelo sensor. Como o dielétrico precisa ser exposto, pelo menos parcialmente, à atmosfera circundante, seu desempenho pode se deteriorar com o tempo, especialmente se houver produtos químicos agressivos presentes.

Os melhores sensores e, portanto, aqueles com as características ideais de desvio, como o nosso mais recente HC2A-S3A, usam revestimentos especializados para proteger as camadas do sensor sem afetar o desempenho, em termos de precisão, histerese, velocidade de resposta e confiabilidade. Isso resulta em um desvio inferior a 1% rh/ano, em ar limpo, uma precisão de ±0,8% rh a 23°C e um tempo de resposta inferior a 15 segundos. Ele também reduz significativamente o tempo de secagem após a condensação.

A tecnologia empregada em produtos como o HC2A-S3A garante que os desafios da deriva do sensor sejam superados com sucesso, enquanto a eletrônica avançada integrada oferece ajuste inteligente do sensor, gerenciamento de dados e comunicação externa. Esses instrumentos são compactos, leves e exigem o mínimo de energia, o que os torna ideais para ambientes meteorológicos adversos, onde continuarão a desempenhar um papel valioso no avanço do nosso conhecimento sobre os padrões meteorológicos e as mudanças climáticas.

Com mais de 55 anos de experiência no desenvolvimento de instrumentos de precisão inovadores, somos especialistas em aplicações de medições de umidade para ambientes meteorológicos adversos. Entre em contato conosco para discutir sua aplicação.

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