Higit pang agham para sa mas kaunting pera

Paunang pag-install ng istasyon ng panahon sa patlang na may 3D print. May-akda: Argonne National Laboratory

Ang isang mamahaling sistema ng pagsubaybay na may mga bahagi na naka-print sa 3D at mga murang sensor ay maaaring hindi magtatagal hangga’t isang komersyal, ngunit maaari itong maging kasing tumpak, natagpuan ng mga mananaliksik.

Sa buong U.S., ang mga istasyon ng panahon, na binubuo ng mga instrumento at sensor, sinusubaybayan ang mga kundisyon na lumilikha ng aming lokal na mga pagtataya, tulad ng temperatura ng hangin, bilis ng hangin at pag-ulan. Ang mga sistemang ito ay hindi lamang mga monitor ng panahon, sila rin ay isang malakas na tool para sa pagsasaliksik sa mga paksa mula sa pagsasaka hanggang sa nababagong paggawa ng enerhiya.

Ang mga istasyon ng panahon ng komersyal ay maaaring nagkakahalaga ng libu-libong dolyar, na nililimitahan ang kanilang kakayahang magamit at ang dami ng data ng klima na maaaring makolekta. Ngunit ang pagkakaroon ng 3D na pagpi-print at mga murang sensor ay naging posible upang bumuo ng isang istasyon ng panahon sa loob ng ilang daang dolyar. Maaari bang magtrabaho ang mga murang, home-lumalang bersyon na ito pati na rin ang kanilang mas mahal na mga katapat?

“Hindi ko inaasahan na ang istasyong ito ay gagana nang halos gumana rin dati. Bagaman ang mga sangkap ay nagsimulang mag-degrade, ipinapakita ng mga resulta na ang mga nasabing meteorological station ay maaaring mabuhay para sa mas maiikling mga kumpanya. “- Adam Taizen, siyentista sa himpapawid at Earth of Argon

Ang sagot ay oo – ayon sa mga mananaliksik na nagsagawa ng isang pagsubok sa istasyon ng panahon ng Oklahoma na may naka-print na 3D na imahe. Si Adam K. Teizen, isang siyentipiko sa kapaligiran at Earth sa Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos (DOE) na Argona National Laboratory, ay namuno sa isang proyekto na sa loob ng walong buwan ay inihambing ang isang istasyon ng pag-print sa isang istasyon ng komersyal upang makita kung ito ay tumpak at kung gaano ito kakayanin laban sa mga elemento. .

Ang pag-print ng 3D ay gumagamit ng mga digital na modelo upang lumikha ng mga pisikal na bagay nang mabilis. Ang mababang gastos at kakayahang mag-print ng mga bahagi saan man maaaring iakma ang printer ay maaaring makatulong na madagdagan ang bilang ng mga istasyong ito, makakatulong sa pagkolekta ng data sa mga malalayong lugar at sanayin ang mga mananaliksik bukas.

Sinundan ng koponan ng University of Oklahoma ang bukas na mga alituntunin ng mapagkukunan at plano na binuo ng University’s Atmospheric Research Corporation (3D-PAWS) Initiative for Atmospheric Research upang mai-print ang higit sa 100 mga bahagi ng istasyon ng panahon. Sa halip na gumamit ng polylactic acid, na mas karaniwang ginagamit sa pag-print sa 3D, lumiko sila sa acrylonitrile-styrene-acrylate, isang uri ng plastic thread na itinuturing na mas matibay sa labas. Kumpletuhin ang mga sensor na may mababang gastos, ang mga bahagi na nakalimbag sa 3D ang bumubuo ng batayan para sa mga bagong sistemang ito, na kinilala ng pagkukusa ng 3D-PAWS bilang promising sa nakaraang mga eksperimento.

“Upang mas malawak itong tanggapin, kailangan itong sumailalim sa katulad na pagsubok upang ma-verify at kumpirmahin,” sabi ni Teisen.

Habang ang sistemang naka-print sa 3D ay nagsimulang magpakita ng mga palatandaan ng problema pagkatapos ng halos limang buwan na eksperimento – ang kamag-anak na sensor ng kahalumigmigan ay nakakonekta at nabigo, at ang ilang mga bahagi sa kalaunan ay lumala o lumala – ang mga sukat nito ay tumutugma sa isang istasyon ng komersyo sa Oklahoma Mesonet. binuo at ipinatupad ng mga siyentista sa University of Oklahoma at Oklahoma State University.

“Hindi ko inaasahan ang istasyon na ito na gumana halos tulad ng ginagawa nito,” sabi ni Teisen. “Bagaman ang mga sangkap ay nagsimulang mag-degrade, ipinapakita ng mga resulta na ang mga nasabing istasyon ng panahon ay maaaring mabuhay para sa mas maiikling mga kumpanya.”

Si Theisen, na nakabase sa Unibersidad ng Oklahoma nang magsimula ang pag-aaral, ay nagpatuloy na subaybayan ang mga pagsisikap matapos sumali sa Argon.

Sa eksperimento, ang mga murang sensor ay tumpak na nasusukat ang temperatura, presyon, ulan, UV, at kamag-anak na kahalumigmigan. Maliban sa ilang mga instrumento, ang materyal na plastik ay tumagal sa panahon ng Oklahoma mula kalagitnaan ng Agosto 2018 hanggang kalagitnaan ng Abril ng sumunod na taon, sa mga panahon ng matinding pag-ulan, niyebe at mga temperatura mula 14 hanggang 104 ° F (- 10 hanggang 10 ° F). 40 ° C). Ang anemometer na naka-print sa 3D, na sumusukat sa bilis ng hangin, ay hindi rin gumana, ngunit maaari itong bahagyang napabuti nang may mas mahusay na kalidad ng pag-print.

Ang proyekto, na pinangunahan ng mga mag-aaral ng Oklahoma University, ay nakumpirma kawastuhan istasyon ng panahon na may isang naka-print na imahe ng 3D at ang halaga nito bilang isang tool na pang-edukasyon.

“Natutunan ng mga mag-aaral ang mga hanay ng kasanayan na hindi nila kukunin sa klase,” sabi ni Taizen. “Dinisenyo nila ang panukala, dinisenyo ang frame at ginawa ang karamihan sa pagpi-print at mga kable.”

Ang kakayahang mag-print ng mga dalubhasang bahagi ay maaaring gawing mas magagawa ang mga istasyon ng panahon sa mga liblib na lugar, dahil kung kinakailangan, maaari kang makagawa kaagad ng mga ekstrang bahagi. At kahit na masira ang isang mas murang sensor sa loob ng ilang buwan, gagana pa rin ang matematika sa isang mababang badyet.

“Kung pinag-uusapan mo ang tungkol sa pagpapalit ng dalawa o tatlong mga murang sensor laban sa taunang pagpapanatili at pag-calibrate ng sensor na $ 1,000, dapat mong isaalang-alang ang malaking pakinabang sa ekonomiya,” nabanggit ni Taizen.

Ang pag-aaral, na pinondohan ng kooperatiba Institute of Meteorological Meteorological Research sa University of Oklahoma, ay nai-publish sa journal Diskarte sa pagsukat ng atmospera, Setyembre 4, 2020

Tulong: “Higit pang Agham na may Mas kaunti: Tinatantya ang isang Weather Station na Naka-print sa 3D,” Adam Taizen, Max Ungar, Brian Sheridan, at Bradley G. Ilston, Setyembre 4, 2020, Diskarte sa pagsukat ng atmospera.
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

Ang fluorescent solar corrugated windows ay bumubuo ng enerhiya sa loob at labas

Ang mga inhinyero ng Rice University ay dinisenyo at itinayo ang mga window window na nagre-redirect ng sikat ng araw o ilaw mula sa...

Teen “Tyrants” – Carnivorous Dinosaur Offs spring – Ipaliwanag ang Kakulangan ng Pagkakaiba-iba ng Dinosaur?

Ipinapahiwatig ng bagong pananaliksik ang supling ng maraming mga karnivorous dinosaur, tulad ng Tyrannosaurus rex, na maaari ring hubugin ang kanilang mga komunidad sa...

Hindi Karaniwan na Mga Katutubong Australian Bees na Natagpuan Matapos ang 100 Taon

Ang bagong natuklasan na Pharohylaeus lactiferus (Colletidae: Hylaeinae). Kredito: James Dorey Photography Pagkasira ng mga kagubatan sa ulan, pagbawas ng mga wildfire. Ang isang laganap...

Ang Unang Video ng Daigdig ng Space-Time Crystal

Ang isang pana-panahong pattern ng mga magnon ay nangyayari sa temperatura ng kuwarto. Ang isang pangkat ng mga mananaliksik ay nagtagumpay sa paglikha ng isang...

Ang sinaunang ilog ng Delta ay minsang nagdadala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars

Eberselded Crete Delta: Ang sinaunang istraktura ng sinaunang ilog na Delta ay nagdala ng likidong tubig sa ibabaw ng Mars. Kredito: ESA /...

Newsletter

Subscribe to stay updated.