Development of inflanting system for meteorological balloon

Abstract

Tässä diplomityössä on perehdytty automaattisen sääluotausaseman toimintaan säähavainto - pallon täyttämiseen tarvittavan tekniikan osalta. Tavoitteena oli luoda katsaus tekniikan nykytasoon sekä havaittuihin ongelmakohtiin, joihin pyrittiin etsimään vaihtoehtoisia toteutus- tapoja. Automaattisesti toimivaan sääluotausasemaan kuuluu manipulaattorijärjestelmä, joka huolehtii ennalta varastoitujen sääpallojen ja radiosondien kuljettamisen laukaisutilaan, pallon täyttämisen ja laukaisun sekä luotausdatan vastaanottamisen ja välittämisen eteenpäin.

Laukaisutilan mitoituksella on keskeinen merkitys onnistuneelle säähavaintopallon täyttämiselle. Ympäristön olosuhteet, erityisesti korkea suhteellinen kosteus vaikuttavat asiaan huomattavasti. Luotauksen onnistumisen kannalta on lisäksi tärkeää, että palloon saadaan halutunsuuruinen noste. Käytössä olevalle virtausmittaukselle on pyritty etsimään vaihtoehtoisia ratkaisuja, joilla mittausmenetelmän yksinkertaisuutta ja kustannustehokkuutta saataisiin parannettua. Säähavaintopallon täyttämiseen tarvitaan kaasujärjestelmä, joka kykenee tarjoamaan keskeytyksettömän kaasunsaannin siten, että luotauksen tekeminen ei esty kaasun loppumisen vuoksi. Työssä on selvitetty kaupallisesti saatavilla olevia vaihtoehtoisia ratkaisuja kaasujärjestelmän toteutustavaksi. Vedyn käyttö edellyttää ATEX-laitedirektiivin mukaisten räjähdysturvallisuusmääräysten huomioimista laukaisutilassa käytettävien toimilaitteiden ja antureiden valinnassa. Työssä on perehdytty turvallisuusmääräyksiin siltä osin, että edellytykset ymmärtää kyseisten määräysten vaikutusta laitevalinnassa kyettiin saavuttamaan.

Tutkimusongelman luonteesta johtuen työn pääpaino on kokeellisissa tutkimuksissa. Tutkimuksia varten rakennettiin laukaisutilaa jäljittelevä testiympäristö, jossa suoritettiin kokeita laukaisutilan mitoituksen ja voimanmittaukseen perustuvien nosteenmittausmenetelmien suunnittelulähtökohtien määrittelemiseksi. Voimanmittauksen soveltuvuudesta pallon nosteenmittaukseen saavutettiin varsin lupaavia tuloksia. Samoin kyettiin osoittamaan kyseiseen menetelmään liittyviä ongelmakohtia, jotka liittyvät manipulaattorijärjestelmän suunnitteluun sekä laukaisutilan mitoitukseen.