Sistemi di misura


La stazione è attrezzata con strumentazione chimica(analizzatori per la misura dei gas serra), con pannelli di gestione delle tarature automatiche e linee di prelievo per la raccolta di campioni d’aria, e strumentazione meteorologica (stazione meteorologica completa ad eccezione del pluviometro). L’acquisizione dei dati di monitoraggio, la gestione dei pannelli di taratura automatica e la registrazione dei segnali di allarme viene effettuata mediante un sistema di acquisizione dei dati che trasmette, con frequenza giornaliera, tutti i dati presso la sede centrale di ERSE. L’attività di monitoraggio è consistita inizialmente nella misurazione per evento, mediante il prelievo in fiasche (flask) pretrattate di campioni d’aria che venivano poi analizzati in laboratorio, ed in seguito , sino ad oggi, in continuo mediante analizzatori specifici. A corredo delle misure dei gas serra sono tuttora eseguite misurazioni delle principali variabili meteorologiche. In passato, allo scopo di facilitare l’identificazione delle condizioni attribuibili al fondo naturale, venivano effettuate anche misure di composti gassosi inquinanti tradizionali (SO2, NOx, e THC - idrocarburi totali) che sono state, oramai, sospese da alcuni anni.

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CO2

  • Analizzatore di CO2 a infrarosso non dispersivo a cella compensata modello SIEMENS ULTRAMAT 5E campo di misura 350-400 ppm (1996)
  • Analizzatore di CO2 a infrarosso non dispersivo a cella compensata modello SIEMENS ULTRAMAT 6E campo di misura 360-410 ppm (2008)

CH4

Gas cromatografo con rivelatore a ionizzazione di fiamma (FID) marca NIRA modello VENUS 301 campo di misura 0-5 ppm (2007)

O3 (due analizzatori uguali) + un calibratore

  • Analizzatori di O3 ad assorbimento UV modello O3 41 M Environnement campo di misura 0-500 ppb (1999)
  • Calibratore ENVIRONICS series 100 computerized multigas calibrator

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Strumentazione meteo

  • Sensore per misura della velocità del vento, LSI LASTEM riscaldato:
    sensore modello DNA702 rotore modello DNA007
    trasduttore con Elemento sensibile: sistema optoelettronico
    Uscita 4-20 mA
    Campo di misura 0-50 m/s
    Soglia di velocità: 0.25 m/s
    Materiale: alluminio anodizzato
  • Sensore per misura della direzione del vento:
    sensore modello DNA710 banderuola modello DNA018
    Elemento sensibile: sensore di posizione effetto Holl
    Uscita 4-20 mA Campo di misura 0-360°
    Soglia di velocità: 0.3 m/s
    Materiale: alluminio anodizzato

  • Anemometro sonico biassiale GILL:
    Modello Wind Observer II ICE FREE
    Velocità
    Campo di misura velocità da 0 60 m/sec.
    Soglia di misura velocità 0.01m/s
    Risoluzione velocità 0,01 m/s
    Accuratezza ±2% @12m/s
    Offset ±0.01m/s
    Direzione
    Campo di misura direzione 0 a 359°
    Accuratezza ±2° @12m/s
    Risoluzione 1°
    Aggiornamento misure 1Hz,2Hz,4Hz,5Hz,8Hz,10Hz
    Uscite analogiche 3 - velocità, direzione temperatura sonica
    Tipo di uscita 4÷20mA
    Alimentazione dell'anemometro: 9-30Vcc 40mA a 12 Vcc..
    Completo di dispositivo automatico di riscaldamento, per evitare la formazione di ghiaccio sui trasduttori
    Alimentazione separata per l’anti-icing 24 Vcc o ca – 3 A

  • Sensore per la misura della Pressione Atmosferica:
    MICROS BAR (semiconduttore)
    campo di misura 500 – 1000 hPa
    limite di rilevabilità strumentale: 0.1 hPa
    precisione: 0.5 hPa
  • Sensore per la misura della Temperatura:
    MICROS STEP (trasduttore PT100)
    campo di misura: -50°C ÷ 70°C
    limite di rilevabilità strumentale: 0.1°C
    precisione: 0.1°C
  • Sensore per la misura dell’Umidità relativa:
    SIAP+MICROS TRH-V
    Trasduttore umidità relativa con uscita 0-1 Vdc
    Termoigrometro LSI Lastem
    sensore modello DMA569
    campo di misura temperatura: -50°C ÷ 100°C
    campo di misura Umidità 0 ÷ 100 %
    Uscita 4-20 mA
  • Sensore per la misura della radiazione solare globale:
    SIAP+MICROS TPIR-V trasduttore di radiazione globale a termopila con uscita 0-2 Vdc

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PANNELLI PER LA GESTIONE DELLE CALIBRAZIONI
Biossido di Carbonio (CO2)
Pannello di controllo (PCF Elettronica)

con elettrovalvole di attivazione delle calibrazioni terziarie (2 standard) e secondarie (4 standard).
Permette l’analisi di campioni in flask mediante lo strumento di misura.
Metano (CH4)
Pannello di controllo (PCF Elettronica)
con elettrovalvole di attivazione delle calibrazioni terziarie (2 standard) e secondarie (2 standard).

 
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Linea di Prelievo

L’aria per la misura in continuo viene aspirata con una pompa a membrana inerte collegata ad una tubazione in acciaio inox alla cui estremità, montata sulla torretta della stazione, si trova la sonda di prelievo.
L’aria aspirata passa attraverso il deumidificatore criogenico alla temperatura di -70°C; il tempo di residenza necessario perché l’aria attraversi i separatori di condensa del deumidificatore e raggiunga l’analizzatore è di 1’15’’. I separatori di condensa sono collegati in parallelo su tre distinte linee in modo da funzionare alternativamente nel caso in cui avvenisse un’ostruzione del condotto a seguito della formazione di ghiaccio, evitando così il blocco del flusso dell’aria.
I separatori sono gestiti dal sistema informatico di acquisizione che commuta automaticamente dall’uno all’altro nel caso il misuratore di flusso (mass flow controller) invii un segnale al di sotto di un prefissato valore di soglia.
La pressione all’interno della linea pneumatica è mantenuta costante e opportunamente regolata da un riduttore di pressione. L’aria, prima di entrare negli analizzatori è portata a temperatura costante da un termoregolatore.
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Stazione Informatica

Il Sistema di Acquisizione Dati (DAS-PRosa) esegue a ciclo continuo le seguenti funzioni:

  • Acquisizione delle misure dai moduli di digitalizzazione alloggiati sia nel locale Laboratorio sia nel locale Aeronautica (via radio Modem) su file INP
  • Elaborazione e archiviazione periodica dei dati acquisiti
  • Attuazione automatica o manuale dei comandi di Taratura/Calibrazione con registrazione su file LOG
  • Gestione degli allarmi con registrazione su file LOG

Dotazione hardware PC.
L’hardware del DAS-PRosa è così composto:

  • N° 1 PC industriale Advantech con sistema operativo Windows 2000 e software di acquisizione dati DAS-PRosa realizzato in LabView
  • N°1 Scheda interfaccia Seriale con 2 porte RS232

Moduli di acquisizione e controllo Advantech:

  • N° 3 ADAM – 4011D (Radiazione Globale, Radiazione UVB, Direzione del Vento)
  • N° 2 ADAM – 4013D (Temperatura Interna, Temperatura Esterna)
  • N° 4 ADAM - 4017D (Pressione Atmosferica, Umidità Relativa, O3, O3_2, CO2, CO2_2, CH4)
  • N° 1 ADAM – 4052 (Allarmi)
  • N° 7 ADAM – 4060 (Calibrazioni)
  • N° 1 ADAM - 4080D (Velocità del Vento) N° 1 ADAM – 4520 (Convertitore RS232 – RS485)
  • N° 2 ADAM – 4550 (Radio modem 2.4 GHz)

Accessori:

  • N° 2 ANT-1208 (Antenna omni-direzionale 12 dB)
  • N° 2 ANT-6011 (Cavo RF SMA – N 2ft)
  • N° 2 ANT-6021 (Cavo N/femmina – N/maschio)
  • N° 2 PWR-242-A (Alimentatori DIN)

L’utilizzo di questi moduli permette di realizzare un sistema distribuito dove gli stessi elementi vengono alloggiati nelle vicinanze dei trasduttori di misura.
La connessione dei moduli è realizzata in serie via interfaccia RS485 utilizzando solo n° 2 fili in aggiunta ai 2 di alimentazione.
Nel Laboratorio oltre al PC che gestisce l’intero sistema, si trovano i moduli di acquisizione AI e PT100; il modulo degli ingressi digitali DI per gli allarmi; i moduli Relay per il comando dei sistemi di taratura/calibrazione; il modulo convertitore RS232/485 e i Modem per la comunicazione con il locale Aeronautica e il collegamento con il laboratorio CESI RICERCA ubicato nei locali IFSI-INAF.
Nel locale Aeronautica sono collocati i moduli AI con display per la misura della Velocità e Direzione del Vento; per le Radiazioni (Globale e UVB) e il modem per la comunicazione con il locale Laboratorio.
I dati, acquisiti in automatico utilizzando un modem GSM, vengono copiati su un server ubicato a Milano in una sala ad accesso controllato.