Daugiau mokslo už mažiau pinigų

Iš anksto įdiegta 3D spausdinta meteorologinė stotis lauke. Paskola: Nacionalinė Argonės laboratorija

Tyrėjai nustatė, kad pigių 3D spausdinimo sistemų su pigiais jutikliais sistema gali veikti tiek pat, kiek ir komercinė, tačiau ji gali būti tokia pat tiksli.

Visoje JAV prietaisų jutikliai stebi mūsų vietos prognozavimo sąlygas, tokias kaip oro temperatūra, vėjo greitis ir krituliai. Šios sistemos yra ne tik oro stebėjimo sistemos, bet ir galingos priemonės nuo žemės ūkio iki atsinaujinančios energijos.

Komercinės meteorologinės stotys gali kainuoti tūkstančius dolerių, ribojant jų prieinamumą ir renkamų klimato duomenų kiekį. Tačiau atsiradę nebrangūs 3D spausdinimo jutikliai leido pastatyti meteorologinę stotį už kelis šimtus dolerių. Ar šios pigios, naminės versijos, kaip ir jų brangesnės kolegos?

„Nesitikėjau, kad ši stotis veiks beveik taip gerai, kaip veikė. “Net jei komponentai pradeda nykti, rezultatai rodo, kad tokio tipo meteorologinės stotys gali būti perspektyvios trumpesnėms kampanijoms.” – Adamas Teizenas, Argonijos atmosferos geologas

Atsakymas yra teigiamas. Pasak tyrėjų, kurie kurį laiką išbandė 3D spausdinimo orų stotį Oklahomoje. Adomui vadovavo JAV energetikos departamento (DOE) Argonos nacionalinės laboratorijos atmosferos geologas Adamas K. jis galėjo atlaikyti elementus.

3D spausdinimas naudoja skaitmeninius modelius fiziniams objektams gaminti. Jo maža kaina – galimybė spausdinti dalis, kuriose galite spausdinti spausdintuvą, gali padėti padidinti šių stočių skaičių, nes duomenys gali būti renkami į atokias vietoves: mokykite rytojaus tyrėjus.

Oklahomos universiteto komanda vadovavosi 3D spausdintos automatizuotos meteorologinės stoties (3D-PAWS) iniciatyva Universiteto atmosferos tyrimų korporacijoje, siekdama sukurti atvirojo kodo programinę įrangą, kuri spausdina daugiau nei 100 meteorologinės stoties dalių. Vietoj kelių vaistų vartojimo rūgštis, kurie dažniausiai naudojami 3D spausdinimui, paverčiami akrilnitrilo stireno akrilatu – plastikinių gijų rūšimi, kuri lauke laikoma patvaresnė. Kartu su pigiais jutikliais 3D spausdintos dalys yra pagrindas šioms naujoms sistemoms, o tai 3D-PAWS iniciatyva pasirodė perspektyvesnė ankstesniuose eksperimentuose.

„Kad tai būtų plačiau pripažinta, jai reikia atlikti tokius patikrinimo ir patvirtinimo tyrimus“, – sakė Taizenas.

Kai 3D spausdinimo sistema pradėjo veikti praėjus maždaug penkiems mėnesiams po eksperimento, santykinės drėgmės jutiklis buvo korozijuotas, sulūžęs, o kai kurios dalys galiausiai sugedo ar sugedo, matuodamos komercinės stoties dydį. „Oklahoma Masonet“ – tinklas, kurį sukūrė ir įgyvendino Oklahomos universiteto ir Oklahomos valstijos universiteto mokslininkai.

„Nesitikėjau, kad ši stotis veiks beveik taip gerai, kaip veikė“, – sakė Taizenas. “Nors komponentai pradėjo nykti, rezultatai rodo, kad tokio tipo meteorologinės stotys gali būti perspektyvios trumpesnėms kampanijoms.”

Teizenas, įsikūręs Oklahomos universitete, toliau stebėjo pastangas prisijungęs prie „Argon“, kai prasidėjo tyrimas.

Eksperimento metu nebrangūs jutikliai tiksliai pamatavo temperatūrą, slėgį, lietų, UV spindulius ir santykinę drėgmę. Išskyrus keletą įrankių, Oklahomos orai nuo 2018 m. Rugpjūčio vidurio iki kitų metų balandžio vidurio sukaupė plastikinę medžiagą – laikotarpį, kuriame lietus, sniegas ir temperatūra svyravo nuo 14 iki 104 ° F (-10 iki 40 ° C). : 3D atspausdintas anemometras, matuojantis vėjo greitį, pasirodė nelabai gerai, tačiau jį iš dalies galėjo pagerinti geresnė spausdinimo kokybė.

Oklahomos universiteto bakalauro studentų vadovaujamam projektui pritarė vienas Tikslumas: 3D spausdinimo meteorologinė stotis – jos, kaip mokymo priemonės, vertė.

„Mokiniai išmoko įgūdžių rinkinio, kurio klasėje jie nesinaudos“, – sakė Taizenas. “Jie parengė pasiūlymą, suprojektavo rėmą, padarė spaudą, didžiąją dalį elektros laidų.”

Dėl galimybės spausdinti specializuotus komponentus meteorologinės stotys gali būti lengviau įgyvendinamos atokiose vietose, nes prireikus atsargines dalis galima pagaminti nedelsiant. Ir net jei per kelis mėnesius sugenda pigesnis jutiklis, matematika vis tiek veikia esant mažam biudžetui.

„Jei kalbate apie dviejų ar trijų šių pigių jutiklių pakeitimą, užuot išlaikę ar kalibravę 1000 USD per metus, tai apsvarstyti yra didelė ekonominė nauda“, – sakė Taizenas.

Tyrimas, kurį finansavo Oklahomos universiteto Viduržemio jūros ir meteorologinių tyrimų bendradarbiavimo institutas, buvo paskelbtas žurnale Atmosferos matavimo technika, 2020 m. Rugsėjo 4 d

Nuoroda. „Daugiau mokslo, mažiau. 3D spausdinimo meteorologinių stočių įvertinimas “, autoriai: Adam Teizen, Max Ungari, Brian Sheridan և Bradley G. Ilstonas, 2020 m. Rugsėjo 4 d Atmosferos matavimo technika,
DOI: 10.5194 / amt-13-4699-2020:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Dalelių fizikai problemą, vadinamą „persekiojimu“, sprendė daugiau nei 20 metų.

Iliustracija seka spindulio keliu, kai jis eina per stačiakampę, radijo dažnio, vario, magneto, juodojo dipolio ir modulinę matavimo sistemą ir į dalelių detektorių. ...

2D medžiagų paėmimas sukimui

„Spintronic“ skaičiavimo meno koncepcijos iliustracija. Tskubos universiteto Aukšto slėgio fizikos instituto mokslininkai kuria naują molibdeno disulfido tranzistorių, kuris sukuria elektronų sukimosi vaizdą, kuris galėtų atverti...

Marsas, Plejadės, Jupiteris, Saturnas ir kiti išskirtiniai „Skywatching“ 2021 m. Kovo mėn

Ko reikia kovo mėnesį? Marsas su draugais vakare, o grįžtančios planetos grįžta… Pirmąją savaitę arba kovo mėnesį Marsą rasite netoli Pleiades žvaigždžių spiečiaus vakaruose, praėjus...

„Prarastos ledo paslaptys“ galiausiai buvo išspręstos judant Žemės plutai

Grenlandijos ledynai 2018. Kreditas: NIOZ, Kim Sauter Naujo pasaulinio ledo dangos atstatymas per pastaruosius 80 000 metų. Ledynmečiu vidutinis pasaulio jūros lygis mažėja, nes didelis jūros...

Pirmieji Naujosios Anglijos žmonės gali turėti bendrą žemę su vilna

Vilnonio mamuto (Mammuthus primigenius) ekspozicijos Karališkame BC muziejuje Viktorijoje, Britų Kolumbijoje, Kanadoje. Paroda yra 1979 m., O kailis - muskuso plaukai. Autorius:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.