Name: Budowa kompaktowej, niskokosztowej osłony radiacyjnej dla czujników temperatury powietrza w ekologicznych badaniach terenowych (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-11-06T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 56 s
Description: Naucz się budować niskokosztową osłonę radiacyjną z tworzywa falistego do pomiaru temperatury powietrza w badaniach ekologicznych. Kompaktowa konstrukcja zmniejsza koszty o połowę i poprawia dokładność pomiarów w terenie.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dziękujemy Emily Meineke za wkład w oryginalny projekt badania i eksperymentu. Dziękujemy Ryanowi Boylesowi za ułatwienie dostępu do miejsc badań i danych ze stacji meteorologicznych. Jaime Collazo, Steven Frank i Erica Henry dostarczyli rejestratory danych i osłony radiacyjne. Dostęp do terenu badań został zatwierdzony przez Biuro Klimatyczne Stanu Karolina Północna. Jakiekolwiek użycie nazw handlowych, firm lub produktów służy wyłącznie celom opisowym i nie oznacza poparcia ze strony rządu Stanów Zjednoczonych.

1. Konstrukcja osłony radiacyjnej
<ol>
	<li>Za pomocą noża introligatorskiego potnij arkusze tworzywa sztucznego z profilem falistym na kwadraty (Rysunek 1A). Do wykonania jednej osłony potrzebny będzie jeden kwadrat 15 cm i dwa kwadraty 10 cm.</li>
	<li>Cięcia dla warstwy górnej małej osłony radiacyjnej (Rysunek 1B; obraz po lewej):
	<ol>
		<li>Na kwadracie 15 cm odmierz 4 cm od jednej krawędzi i narysuj linię ołówkiem. Używając linijki jako prowadnicy, natnij materiał wzdłuż linii. (W tym tekście „nacinanie” oznacza użycie noża do wykonania cięcia, które przechodzi tylko przez jedną warstwę arkusza falistego, a nie przez cały arkusz). Od tego momentu ta krawędź kwadratu będzie nazywana „górą” (Rysunek 1B; obraz po lewej).</li>
		<li>Odmierz 3,8 cm od krawędzi prostopadłych do linii 4 cm. Używając linijki jako prowadnicy, natnij materiał od dołu aż do linii 4 cm (Rysunek 1B; obraz po lewej).</li>
		<li>Narysuj linię od obu narożników powyżej linii 4 cm do punktu przecięcia linii 4 cm i 3,8 cm. Wytnij wzdłuż tej linii (Rysunek 1B; obraz po lewej).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Cięcia dla warstwy środkowej i dolnej małej osłony radiacyjnej (Rysunek 1B; obrazy środkowy i prawy):
	<ol>
		<li>Za pomocą linijki narysuj kwadrat 6 cm na środku każdego z kwadratów 10 cm (Rysunek 1B; obrazy środkowy i prawy).</li>
		<li>Natnij obwód kwadratu 6 cm oraz linie od każdego narożnika kwadratu 6 cm do zewnętrznych narożników kwadratu 10 cm (Rysunek 1B; obrazy środkowy i prawy).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Użyj aluminiowej taśmy samoprzylepnej, aby całkowicie zakryć naciętą stronę kwadratu 15 cm i jednego z kwadratów 10 cm oraz nienaciętą stronę drugiego kwadratu 10 cm.</li>
	<li>Za pomocą wiertła 1/4” wywierć otwory w każdej z warstw osłony, zgodnie z Rysunkiem 1C.</li>
	<li>Przymocuj czujnik temperatury do spodu kwadratu 10 cm (tego, który jest oklejony taśmą od strony nacięć i ma dwa otwory wywiercone na środku), przeciągając opaskę zaciskową przez oczko obudowy czujnika (lub jego element montażowy) oraz przez otwory w kwadracie 10 cm (Rysunek 1D).</li>
	<li>Składanie arkuszy.
	<ol>
		<li>Złóż arkusz 15 cm wzdłuż linii nacięć. Może być konieczne użycie siły, jeśli taśma sprawi, że boki będą zbyt sztywne do złożenia.</li>
		<li>Wsuń małe trójkątne klapki pod większą tylną klapę. Po poprawnym wykonaniu od góry widoczne powinny być tylko boki oklejone taśmą. Przycięta krawędź tylnej klapy powinna licować się ze złożonymi bokami.</li>
		<li>Użyj kolejnej warstwy taśmy aluminiowej, aby przymocować złożone boki do tylnej klapy. Dla zwiększenia wytrzymałości tylne klapki można również zszyć zszywaczem biurowym o dużej mocy.</li>
		<li>Weź arkusze 10 cm i zaciśnij boki wzdłuż ukośnej linii nacięcia. Za pomocą zszywacza o dużej mocy zszyj zaciśnięte boki (Rysunek 1E). Gotowy produkt będzie miał kształt kwadratowej miseczki.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Łączenie arkuszy za pomocą 20 cm opasek zaciskowych.
	<ol>
		<li>Zacznij od arkusza 10 cm oklejonego taśmą od strony nienaciętej (z trzema otworami), kładąc stronę oklejoną taśmą do dołu. Przeciągnij opaskę zaciskową przez lewy tylny otwór w obu arkuszach 10 cm. Pozostaw 2 cm odstępu pionowego między arkuszami, aby zapewnić przepływ powietrza wokół czujnika temperatury. Powtórz ten krok dla prawego tylnego otworu (Rysunek 1E; obrazy środkowy i prawy).</li>
		<li>Weź arkusz 15 cm i przeciągnij opaskę zaciskową przez dwa sąsiednie otwory z tyłu po lewej stronie (Rysunek 1E; obraz po lewej). Przymocuj tę opaskę do arkuszy 10 cm, pozostawiając również 2 cm odstępu między arkuszem 15 cm a górną krawędzią górnego arkusza 10 cm. Powtórz ten krok dla dwóch sąsiednich otworów z tyłu po prawej stronie (Rysunek 1E; obraz po lewej).</li>
		<li>Na koniec przeciągnij jedną opaskę zaciskową przez wszystkie trzy otwory z przodu arkuszy (wskazane strzałką; Rysunek 1E). Zaciśnij opaskę, upewniając się, że odstępy między wszystkimi trzema arkuszami są równe (Rysunek 1F).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>W razie potrzeby wywierć dodatkowe otwory w tylnej części gotowego produktu, aby ułatwić montaż. Niezależnie od sposobu montażu osłony, upewnij się, że trzy arkusze leżą równolegle do podłoża.</li>
</ol>
<img alt="Kroki konstrukcji drewnianego pudełka, w tym wycinanie, wiercenie, montaż i schemat integracji rejestratora danych." class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/58273/58273fig1.jpg" data-altupdatedat="1788250015000" data-alt="Rysunek 1"> 
Rysunek 1: Instrukcje krok po kroku dotyczące budowy małej osłony radiacyjnej. (A) Z dużego arkusza tworzywa sztucznego z profilu falistego wycina się kwadraty o wymiarach 15 cm i 10 cm. (B) Następnie arkusze 15 cm są przycinane i nacinane, a arkusze 10 cm nacinane, aby umożliwić zgięcie osłony do odpowiedniego kształtu. (C) W każdym arkuszu wiercone są otwory. (D) Czujnik zostaje przywiązany do jednego z arkuszy 10 cm. (E) Osłona jest montowana za pomocą kilku opasek zaciskowych. (F) Gotowa osłona jest przygotowana do instalacji. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/58273/58273fig1large.jpg" target="_blank">Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tego rysunku.</a>

<ol><li>Bowker, R. G. <a target="_blank" href="https://www.researchgate.net/publication/250305710_Anurans_the_group_of_terrestrial_vertebrates_most_vulnerable_to_climate_change_a_case_study_with_acoustic_monitoring_in_the_Iberian_Peninsula">Anurans, the group of terrestrial vertebrates most vulnerable to climate change: A case study with acoustic monitoring in the Iberian peninsula.</a> Computational bioacoustics for assessing biodiversity. , 43(2007).</li>
<li>Walther, G. -R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ecological+responses+to+recent+climate+change%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Ecological responses to recent climate change.</a> Nature. 416 (6879), 389-395 (2002).</li>
<li>Inouye, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+climate+change+on+phenology%2C+frost+damage%2C+and+floral+abundance+of+montane+wildflowers%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology%22%5BJournal%5D)">Effects of climate change on phenology, frost damage, and floral abundance of montane wildflowers.</a> Ecology. 89 (2), 353-362 (2008).</li>
<li>Lundquist, J. D., Huggett, B. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2008WR006979">Evergreen trees as inexpensive radiation shields for temperature sensors.</a> Water Resources Research. 44 (4), W00D04(2008).</li>
<li>De Jong, S. A. P., Slingerland, J. D., Van De Giesen, N. C. <a target="_blank" href="https://www.atmos-meas-tech.net/8/335/2015/">Fiber optic distributed temperature sensing for the determination of air temperature.</a> Atmospheric Measurement Techniques. 8 (1), 335-339 (2015).</li>
<li>Holden, Z. A., Klene, A. E., Keefe, R. F., Moisen, G. G. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S016819231300169X">Design and evaluation of an inexpensive radiation shield for monitoring surface air temperatures.</a> Agricultural and Forest Meteorology. 180, 281-286 (2013).</li>
<li>Terando, A. J., Youngsteadt, E., Meineke, E. K., Prado, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ad+hoc+instrumentation+methods+in+ecological+studies+produce+highly+biased+temperature+measurements%5BTitle%5D)+AND+%22Ecology+and+Evolution%22%5BJournal%5D)">Ad hoc instrumentation methods in ecological studies produce highly biased temperature measurements.</a> Ecology and Evolution. 7 (23), 9890-9904 (2017).</li>
<li>Richardson, S. J., et al. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/doi/full/10.1175/1520-0426%281999%29016%3C1862%3AMEAWMR%3E2.0.CO%3B2">Minimizing errors associated with multiplate radiation shields.</a> Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 16 (11), 1862-1872 (1999).</li>
<li>Anderson, S. P., Baumgartner, M. F., Anderson, S. P., Baumgartner, M. F. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/1520-0426%281998%29015%3C0157%3ARHEINV%3E2.0.CO%3B2">Radiative Heating Errors in Naturally Ventilated Air Temperature Measurements Made from Buoys.</a> Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 15 (1), 157-173 (1998).</li>
<li>Nakamura, R., Mahrt, L. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/JTECH1762.1">Air temperature measurement errors in naturally ventilated radiation shields.</a> Journal of Atmospheric and Oceanic Technology. 22 (7), 1046-1058 (2005).</li>
<li>Tarara, J. M., Hoheisel, G. -A. <a target="_blank" href="http://hortsci.ashspublications.org/content/42/6/1372.full">Low-cost shielding to minimize radiation errors of temperature sensors in the field.</a> HortScience. 42 (6), 1372-1379 (2007).</li>
<li>Huwald, H., Higgins, C. W., Boldi, M. -O., Bou-Zeid, E., Lehning, M., Parlange, M. B. <a target="_blank" href="https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2008WR007600">Albedo effect on radiative errors in air temperature measurements.</a> Water Resources Research. 45 (8), W08431 (2009).</li>
<li>Fuchs, M., Tanner, C. B. <a target="_blank" href="https://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0450%281965%29004%3C0544%3ARSFATT%3E2.0.CO%3B2">Radiation shields for air temperature thermometers.</a> Journal of Applied Meteorology. 4 (4), 544-547 (1965).</li>
</ol>

Autorzy nie mają nic do ujawnienia.

Dokładność i powtarzalność pomiarów temperatury powietrza zależy od zastosowania odpowiedniej osłony przeciwsłonecznej, która chroni czujnik przed bezpośrednim i odbitym promieniowaniem słonecznym. Opisujemy tutaj budowę takiej tarczy, która jest bardziej kompaktowa pod względem rozmiarów, tańsza, lub szybsza w budowie niż podobne, poprzednio opisane urządzenia6, bez poświęcania dokładności. 94% zarejestrowanych temperatur dla termochronów wyposażonych w mniejszą osłonę mieściło się w zakresie 1,0...

W świetle antropogenicznego globalnego ocieplenia, rośnie zainteresowanie rejestrowaniem temperatury powietrza w różnych ustawieniach, aby zrozumieć i przewidzieć ekologiczne reakcje na zmiany klimatu1,2,3. Wraz z pojawieniem się małych, tanich rejestratorów danych środowiskowych (nazywanych również rejestratorami danych, termochronami lub higrochronami), możliwe jest obecnie wdrażanie sieci czujników o dużej gęstości do pomiaru hiperlokalnych zmian temperatury, zwiększając zdolność ekologów do bardziej bezpośredniej obserwacji warunków środowiskowych doświadczanych przez badane organizmy i ekosystemy. W porównaniu z istniejącymi, dobrze skalibrowanymi i rygorystycznie przetestowanymi – ale słabo rozmieszczonymi – stałymi stacjami meteorologicznymi, takie sieci dają możliwość oceny zmienności klimatu w skalach istotnych z ekologicznego punktu widzenia, ale mogą zmniejszyć dokładność lub porównywalność badań, jeśli są stosowane niekonsekwentnie lub niewłaściwie.
Czujniki temperatury powietrza przy powierzchni zazwyczaj wymagają pewnego rodzaju osłony przed promieniowaniem słonecznym, aby zapobiec bezpośredniemu nagrzewaniu się elementu czujnika, co skutkowałoby błędnie ciepłymi pomiarami. Typowe sposoby ograniczania odchylenia czujnika obejmują: 1) wykorzystanie istniejących elementów otoczenia, takich jak drzewa do zacieniania4, 2) korekcja odchylenia i kalibracja czujnika5, które wyprowadzają poprawki na podstawie właściwości termicznych czujników, oraz 3) użycie wyprodukowanych lub niestandardowych osłon6,7. Wielu badaczy decyduje się na stosowanie niestandardowych osłon ze względu na niski koszt i łatwość wdrożenia oraz konieczność w sytuacjach, gdy warunki środowiskowe nie zapewniają naturalnego zacienienia. Jednak przegląd literatury ekologicznej wykazał, że projektowanie osłon wytwarzanych na zamówienie różni się znacznie w zależności od badań, a poszczególne projekty rzadko są testowane pod kątem dokładności. Nieprzetestowane osłony mogą być podatne na zły dobór materiałów i konstrukcję, które powodują dodatkowe nagrzewanie się cząsteczek powietrza bezpośrednio otaczających czujnik, bezpośrednią absorpcję promieniowania słonecznego przez sam czujnik lub jedno i drugie, co prowadzi do średnich odchyleń do 3 °C7. Z drugiej strony, proste i ekonomiczne konstrukcje6,7 są dość skuteczne w ekranowaniu czujników (odchylenia 1 °C lub mniej) i są porównywalne z komercyjnie produkowanymi osłonami radiacyjnymi.
Tutaj przedstawiamy szczegółową metodologię konstruowania wcześniej ocenionej specjalnie wyprodukowanej osłony radiacyjnej7 do użytku z niedrogimi termochronowymi czujnikami temperatury. Projekt tarczy jest modyfikacją wcześniej opisanej i przetestowanej w otwartym otoczeniu lasu sosnowego Ponderosa6. W ostatnich testach kilku niestandardowych projektów osłon, ta przetestowana na montane osłony uzyskała najniższe odchylenia w połączeniu z małymi termochronami7, ale stwierdziliśmy, że jest ona nieporęczna i zbyt rzucająca się w oczy, aby można ją było zastosować w terenie. Zaproponowany tutaj protokół projektowy zmniejsza wymiary osłony radiacyjnej o 50%. Takie zmniejszenie rozmiaru ma kilka zalet: 1) jest mniej rzucające się w oczy, a zatem mniej podatne na manipulacje, 2) może być bardziej wykonalne w szerszym zakresie środowisk ekologicznych, w których przestrzeń jest ograniczona (np. na mniejszych miejskich drzewach ulicznych), 3) jest dokładniejsze niż inne opublikowane metody ekranowania, które próbują zminimalizować rozmiar osłony lub koszty budowy7oraz 4) jest tańszy niż oryginalny, większy projekt ze względu na mniejszą ilość wymaganych materiałów budowlanych. Po opisaniu metod konstrukcyjnych badamy wpływ zmniejszenia rozmiaru czujnika na dokładność w stosunku do oryginalnej konstrukcji osłony, korzystając z wyników próby terenowej przeprowadzonej w warunkach wysokiego promieniowania słonecznego skierowanego w dół.

<table><tbody><tr><td>Uniwersalna taśma z folii aluminiowej</td><td>Nashua</td><td>1087671</td><td>48 mm szerokość</td></tr><tr><td>8" opaski kablowe</td><td>DTOL</td><td>GEN86371</td><td>NA</td></tr><tr><td>Blacha falista z tworzywa sztucznego</td><td>Zaopatrzenie ruchu drogowego</td><td>hts18X24COROW</td><td>Biała blacha 18"L x 24"W, 5-pak</td></tr><tr><td>Standardowy nóż uniwersalny</td><td>NA</td><td></td><td>NA NA</td></tr><tr><td>Nożyczki standardowe</td><td>NA</td><td></td><td>NA NA</td></tr><tr><td>Zszywacz do dużych obciążeń</td><td>Swingline</td><td>552277715</td><td>NA</td></tr></tbody></table>

budowa kompaktowej, niskokosztowej osłony radiacyjnej dla czujników temperatury powietrza w ekologicznych badaniach terenowych

Construction of a Compact Low-Cost Radiation Shield for Air-Temperature Sensors in Ecological Field Studies

Niskie koszty czujników temperatury są coraz częściej używane przez ekologów do oceny zmienności i zmian klimatycznych w skalach istotnych z ekologicznego punktu widzenia. Chociaż jest to opłacalne, jeśli nie zostanie wdrożone z odpowiednią osłoną przed promieniowaniem słonecznym, obserwacje zarejestrowane przez te czujniki będą stronnicze i niedokładne. Produkowane osłony radiacyjne skutecznie minimalizują to odchylenie, ale są drogie w porównaniu z kosztem tych czujników. W tym miejscu przedstawiamy szczegółową metodologię konstruowania kompaktowej wersji wcześniej opisanej niestandardowej osłony radiacyjnej, która jest dokładniejsza niż inne opublikowane metody ekranowania, które próbują zminimalizować rozmiar osłony lub koszty budowy. Metoda wymaga bardzo mało materiału: falistych arkuszy z tworzywa sztucznego, taśmy klejącej z folii aluminiowej i opasek kablowych. Do każdej tarczy używa się jednego 15 cm i dwóch 10 cm kwadratów z tektury falistej. Po wycięciu, nacięciu, oklejeniu taśmą i zszyciu arkuszy, kwadraty o boku 10 cm tworzą dwie dolne warstwy osłony przed promieniowaniem słonecznym, natomiast kwadrat o boku 15 cm tworzy warstwę górną. Trzy arkusze są połączone opaskami kablowymi. Ta kompaktowa osłona przed promieniowaniem słonecznym może być zawieszona lub umieszczona na dowolnej płaskiej powierzchni. Należy zadbać o to, aby osłona była całkowicie równoległa do podłoża, aby zapobiec przedostawaniu się bezpośredniego promieniowania słonecznego do czujnika, co mogłoby powodować zwiększone odchylenia ciepła w miejscach nasłonecznionych rano i po południu w porównaniu z oryginalną, większą konstrukcją. Mimo to różnice w zarejestrowanych temperaturach między mniejszą, kompaktową konstrukcją osłony a oryginalną konstrukcją były niewielkie (średnie odchylenie w ciągu dnia = 0,06 °C). Koszty budowy są o ponad połowę niższe niż w przypadku pierwotnego projektu tarczy, a nowa konstrukcja skutkuje mniej rzucającym się w oczy instrumentem, który może być korzystny w wielu warunkach ekologii terenowej.

Reprezentatywne wyniki uzyskane przy użyciu termochronów wyposażonych w nowy, mniejszy projekt osłony, oryginalny, większy projekt osłony oraz termochronów bez osłony radiacyjnej przedstawiono na Rysunku 2 oraz Rysunku 3. Dane te zarejestrowano w pełni odsłoniętej lokalizacji wiejskiej w pobliżu Raleigh, NC (35.728°N, 78.680°W), gdzie urządzenia przymocowano do dobrze skalibrowanej stałej stacji pogodowej wyposaż...

Wraz z pojawieniem się małych, tanich czujników środowiskowych, teraz możliwe jest wdrożenie sieci czujników o dużej gęstości do pomiaru hiper zlokalizowanych zmian temperatury. W tym miejscu przedstawiamy szczegółową metodologię konstruowania kompaktowej wersji wcześniej opisanej, wykonanej na zamówienie osłony radiacyjnej do użytku z niedrogimi termochronami.

Budowa kompaktowej, niskokosztowej osłony radiacyjnej dla czujników temperatury powietrza w ekologicznych badaniach terenowych

Low cost temperature sensors are increasingly used by ecologists to assess climatic variation and change on ecologically relevant scales. Although ...

Ta metoda budowy taniej osłony radiacyjnej może przyczynić się do poprawy pomiarów temperatury powietrza w ekologicznych badaniach terenowych. Główną zaletą tej techniki jest niewielki rozmiar tarczy, co zmniejsza koszty budowy do mniej niż połowy w porównaniu z podobnymi modelami i sprawia, że Twoje instrumenty mniej rzucają się w oczy w terenie. Aby skonstruować osłonę radiacyjną, użyj noża uniwersalnego, aby pociąć arkusze tektury falistej na jeden 15-centymetrowy i dwa 10-centymetrowe kwadraty.W przypadku górnej warstwy małej osłony radiacyjnej użyj ołówka, aby narysować linię cztery centymetry od jednej krawędzi 15-centymetrowego kwadratu i użyj prostej krawędzi jako prowadnicy, aby naciąć wzdłuż linii. Następnie zmierz 3,8 centymetra od krawędzi prostopadłych do linii czterech centymetrów i użyj prostej krawędzi, aby naciąć od dołu kwadratu do linii czterech centymetrów. Następnie narysuj linię od obu rogów powyżej linii czterech centymetrów do skrzyżowania linii czterech centymetrów i 3,8 centymetra i przetnij wzdłuż tej linii.W przypadku środkowej i dolnej warstwy małej osłony radiacyjnej użyj prostej krawędzi, aby narysować sześciocentymetrowy kwadrat pośrodku każdego kwadratu o długości 10 centymetrów i naciąć go wokół każdego kwadratu o boku sześciu centymetrów kwadratowych oraz od każdego rogu sześciu centymetrowych kwadratów do zewnętrznych rogów 10-centymetrowych kwadratów. Teraz złóż 15-centymetrowy arkusz wzdłuż naciętych linii i wsuń małe trójkątne klapki po wewnętrznej stronie większej tylnej klapy, zabezpieczając tymczasowo spinaczami do segregatora, i całkowicie zakryj naciętą stronę taśmą z folii aluminiowej. Gdy kwadrat o długości 15 centymetrów zostanie prawidłowo złożony, przycięta krawędź tylnej klapy będzie zlicowana ze złożonymi bokami, a cała wypukła powierzchnia zostanie oklejona taśmą.Następnie użyj taśmy z folii aluminiowej, aby całkowicie zakryć naciętą stronę jednego z 10-centymetrowych kwadratów i nienaciętą stronę drugiego 10-centymetrowego kwadratu. Za pomocą wiertła 1/4 cala wywierć otwory w każdej z warstw osłon i przeprowadź opaskę kablową przez oczko obudowy cenzora oraz przez otwory w spodniej części 10-centymetrowego kwadratu, który jest przyklejony taśmą po stronie naciętej i ma dwa otwory wywiercone w środku. Ściśnij boki każdego 10-centymetrowego kwadratu wzdłuż jego ukośnych linii naciętych, używając wytrzymałego zszywacza, aby przytrzymać ściśnięte boki razem.Produkt końcowy będzie miał kształt kwadratowej miski. Kiedy druga miska jest gotowa, najpierw przeciągnij opaskę kablową przez lewy tylny otwór 10-centymetrowego arkusza przyklejonego taśmą po nienaciętej stronie. Następnie przez lewy tylny otwór drugiego 10-centymetrowego arkusza, pozostawiając dwucentymetrową pionową przestrzeń między dwoma arkuszami, aby umożliwić przepływ powietrza wokół cenzora temperatury.W ten sam sposób przeciągnij przez tylne prawe otwory i przełóż opaskę kablową przez dwa otwory obok siebie w lewym tylnym rogu 15-centymetrowego arkusza kwadratowego. Przymocuj ten krawat do 10-centymetrowych arkuszy, pozostawiając dwa centymetry odstępu między 15-centymetrowym arkuszem a górną 10-centymetrową częścią 10-centymetrowego arkusza i nawlecz dwa boczne otwory w tylnym prawym rogu 15-centymetrowego arkusza w ten sam sposób. Do montażu wywierć dodatkowe otwory w tylnym końcu zmontowanego produktu, jeśli to konieczne.Następnie przełóż jedną opaskę kablową przez wszystkie trzy otwory z przodu arkuszy i dokręć opaskę kablową, uważając, aby przestrzeń między wszystkimi trzema arkuszami była równa. Upewnij się, że trzy arkusze leżą równolegle do podłoża po zamontowaniu. W tym reprezentatywnym eksperymencie terenowym stwierdzono pozytywne odchylenia we wszystkich czterech testowanych cenzorach przy użyciu małej osłony radiacyjnej, które były podobne do tych uzyskanych przy użyciu oryginalnej większej konstrukcji osłony, ale były znacznie mniejsze niż odchylenia nieekranowanych cenzorów.Małe tarcze spowodowały również zarejestrowanie pewnych odstających temperatur ciepła w stosunku do oryginalnego projektu osłony, chociaż ogólne różnice były niewielkie. Odchylenia ciepła były najsilniejsze w okresach szczytowego promieniowania słonecznego, ale zarówno w przypadku małych, jak i dużych osłon, odchylenia te były znacznie mniejsze niż uprzedzenia nieekranowanych cenzorów. Średnie różnice temperatur między wszystkimi kombinacjami cenzorów wyposażonych w małą osłonę radiacyjną w porównaniu z pierwotnym projektem ujawniły, że największe różnice wystąpiły o godzinie 08:00 czasu lokalnego.Podczas konstruowania tej tarczy należy pamiętać o całkowitym pokryciu każdego kwadratu odblaskową taśmą aluminiową, aby zachować równe odstępy między kwadratami, a ostateczną skonstruowaną tarczę zamontować równolegle do podłoża. Pomiar mikroklimatycznych zmian temperatury powietrza może pomóc w uzyskaniu wglądu w lokalne reakcje biologiczne na niedawne i prognozowane zmiany klimatu. Stosowanie osłony radiacyjnej o dobrze udokumentowanych właściwościach może pomóc w zapewnieniu miarodajnych porównań między badaniami.

construction-compact-low-cost-radiation-shield-for-air-temperature

Research

JoVE Journal

Environment

Środowisko

Odnawianie powierzchni to metoda mikrometeorologiczna, która jest coraz częściej używana do określania strumieni energii, ale jej techniczna złożoność czyni ją niedostępną dla szerokiego grona odbiorców. Opisujemy kroki niezbędne do skonfigurowania i skalibrowania stacji terenowej do odnawiania powierzchni, do pozyskiwania i przetwarzania danych oraz do prawidłowej interpretacji wyników.

Odnawianie powierzchni: zaawansowana metoda mikrometeorologiczna do pomiaru i przetwarzania danych o gęstości strumienia energii w skali pola

Przedstawiono protokół projektowania i budowy zbiornika gruntowego połączonego z małym tunelem aerodynamicznym z kontrolowanym klimatem w celu zbadania wpływu wymuszeń atmosferycznych na parowanie. Zarówno zbiornik glebowy, jak i tunel aerodynamiczny są wyposażone w technologie czujników do ciągłego pomiaru warunków środowiskowych in situ.

Badanie wpływu wymuszeń atmosferycznych na parowanie: eksperymentalna integracja atmosferycznej warstwy granicznej i płytkiej warstwy podpowierzchniowej

Demonstrujemy użycie rozproszonego czujnika światłowodowego do mapowania pola temperatury mieszających strumieni powietrza. Czujnik oparty na rozpraszaniu Rayleigha generuje tysiące punktów danych wzdłuż jednego włókna, aby zapewnić wyjątkową rozdzielczość przestrzenną, która jest nieosiągalna w przypadku tradycyjnych czujników, takich jak termopary.

Rozproszone czujniki światłowodowe do mapowania pola temperatury o wysokiej rozdzielczości

Ten artykuł opisuje metodę budowy elastycznego, taniego i przenośnego inkubatora do badań mikrobiologicznych wody pitnej. Nasz projekt opiera się na powszechnie dostępnych materiałach i może działać w różnych warunkach terenowych, oferując jednocześnie zalety modeli laboratoryjnych z wyższej półki.

Budowa niskokosztowego mobilnego inkubatora do użytku polowego i laboratoryjnego

Przedstawiamy prostą i opłacalną metodę budowy rejestratora danych o otwartym kodzie źródłowym, który mierzy kondukcję nienaczyniowych kryptogamów wraz z temperaturą i wilgotnością otoczenia. Opisujemy konstrukcję sprzętową rejestratora danych i udostępniamy instrukcje montażu krok po kroku, listę wymaganego oprogramowania do rejestrowania typu open source, kod do uruchomienia rejestratora danych oraz protokół kalibracji.

BtM, tani rejestrator danych typu open source do szacowania zawartości wody w nienaczyniowych kryptogamach

Prezentowany protokół wykorzystuje metodę kowariancji wirów w nietypowych lokalizacjach, mającą zastosowanie do wszystkich typów ekosystemów o krótkim baldachimie o ograniczonym obszarze, na obecnie zalesionym miejscu wiatrołomu w Polsce. Opisano szczegółowe informacje na temat zasad konfiguracji stanowiska pomiarowego, obliczeń strumienia i kontroli jakości oraz analizy wyników końcowych.

Pomiary strumieni CO2 w nieidealnych miejscach kowariancji wirów

Dokładny pomiar temperatury i zawartości wody w górnych 5 mm powierzchni gleby może poprawić nasze zrozumienie kontroli środowiskowej procesów biologicznych, chemicznych i fizycznych. W tym miejscu opisujemy protokół wytwarzania, kalibracji i przeprowadzania pomiarów za pomocą czujników temperatury i wilgotności powierzchni gleby.

Produkcja prostych i niedrogich czujników temperatury powierzchni gleby i grawimetrycznej zawartości wody

Tutaj opisany jest tani, dostępny protokół do oceny regeneracji motyli po szoku zimna w warunkach otoczenia.

Test fizjologii termicznej w terenie: odzyskiwanie po szoku zimna w warunkach otoczenia

Przedstawiono projekt umożliwiający opłacalne, niskotemperaturowe cykliczne cyklowanie baterii dla ogniw monetowych 2032 w środowisku o niskiej wilgotności. Ogniwa są rotowane w temperaturze 0 °C wewnątrz komory chłodzonej przez moduły termoelektryczne. Ten prosty projekt można dostosować do eksperymentów wymagających podobnych warunków termicznych i kontrolowanych wilgotnością lub różnych geometrii baterii.

Projektowanie komory baterii na ogniwo monetowe do eksperymentów operando w niskiej temperaturze

Prosty, skuteczny protokół monitoringu środowiskowego do pomiaru temperatury, wilgotności, prędkości wiatru oraz wahań dwutlenku węgla na powierzchniach miejskich z różną ekspozycją na światło słoneczne pod wpływem efektu miejskiej wyspy ciepła.

Monitorowanie zmiennościCO2 na poziomie fasady w warunkach miejskich wysp cieplnych z wykorzystaniem tanich rejestratorów danych z czujników

Wprowadzamy blok gradientu temperatury oraz szczegółowo opisujemy jego konstrukcję i wykorzystanie. Blok zapewnia 22 oddzielne temperatury, liniowo rozłożone w określonym przez użytkownika zakresie od 0 do 90 °C. Dane zebrane z tego zestawu umożliwiają testowanie i rozwijanie nowych teorii dotyczących reakcji temperaturowej na tempo rozkładu materii organicznej gleby.

Odpowiedź temperaturowa tempa rozkładu materii organicznej gleby: Konstrukcja i zastosowania bloku gradientu temperatury

Naucz się budować niskokosztową osłonę radiacyjną z tworzywa falistego do pomiaru temperatury powietrza w badaniach ekologicznych. Kompaktowa konstrukcja zmniejsza koszty o połowę i poprawia dokładność pomiarów w terenie.

Budowa kompaktowej, niskokosztowej osłony radiacyjnej dla czujników temperatury powietrza w ekologicznych badaniach terenowych

Przeglądaj więcej filmów