Konzeptionierung und Aufbau einer automatischen Messung zur Erfassung und Verarbeitung von meteorologischen Daten auf Basis von LabView

Inhaltsverzeichnis (Table of Contents)

• Selbstständigkeitserklärung
• Inhaltsverzeichnis
• Abbildungsverzeichnis
• Tabellenverzeichnis
• Einleitung
• Grundlagen
• Sicherheit im Umgang mit elektrischen Strömen
• Blitzschutz
• Äußerer Blitzschutz
• Innerer Blitzschutz
• Überspannungsschutzgeräte nach IEC 62305-3
• Messgrößen
• Messbedingungen nach IEC 61215
• Aufstellung der Sensoren
• Weiterführende Richtlinien
• Sensorik
• Solare Einstrahlung
• Thermosäulen-Pyranometer
• Silizium-Pyranometer
• Windgeschwindigkeit
• Schalensternanemometer
• Akustische Strömungsmessung
• Windrichtung
• Windrichtungsgeber der Firma Thies
• Temperaturmessung
• Strahlungsschutz mit Ventilation
• Messprinzipien der Temperaturmessung
• Flüssigkeitsthermometer
• Bimetallthermometer
• Metallwiderstandsthermometer
• Der Hygro-Thermogeber der Firma Thies
• Luftfeuchtigkeit
• Haarhygrometer
• Lithium-Chlorid-Feuchtesensor
• Psychrometer
• Kapazitive Feuchtemessung
• Einsatzmöglichkeiten
• Niederschlag
• Vaisala
• Himmelsbeobachtung
• Datenerfassungshardware
• Datenerfassungsgeräte
• Schnittstellen - National Instruments
• NI-9174 mit 9205 und 9402 Modulen
• Zeitbasis
• Die Zeitskala UTC
• Grundlagen - LabView
• Entwicklungsumgebung von LabView
• Frontpanel
• Blockdiagramm
• Funktionspalette
• Elementarpalette
• Knoten und Verbindungslinien
• Kontexthilfe
• Elemente des Programmierens
• While-Schleife

Zielsetzung und Themenschwerpunkte (Objectives and Key Themes)

Die Diplomarbeit zielt darauf ab, eine automatische Messstation zur Erfassung und Verarbeitung meteorologischer Daten zu konzeptionieren und aufzubauen. Die Messstation soll auf Basis der LabView-Software realisiert werden.

• Konzeptionierung einer automatischen meteorologischen Messstation
• Auswahl und Integration geeigneter Sensoren
• Entwicklung einer Softwarelösung mit LabView zur Datenerfassung und -verarbeitung
• Anbindung der Messstation an ein Netzwerk zur Datenübertragung
• Sicherheitsaspekte im Umgang mit elektrischen Strömen und Blitzschutz

Zusammenfassung der Kapitel (Chapter Summaries)

• Einleitung: Dieses Kapitel führt in das Thema der Diplomarbeit ein und erläutert die Motivation und Zielsetzung. Es wird die Bedeutung von meteorologischen Messungen für verschiedene Anwendungen hervorgehoben.
• Grundlagen: In diesem Kapitel werden grundlegende Kenntnisse im Bereich der Sicherheit im Umgang mit elektrischen Strömen, Blitzschutz und meteorologischen Messgrößen vermittelt. Es werden wichtige Normen und Richtlinien, wie z. B. IEC 61215 und IEC 62305-3, vorgestellt.
• Sensorik: Dieses Kapitel befasst sich mit der Auswahl und Beschreibung verschiedener Sensoren zur Erfassung meteorologischer Daten. Es werden verschiedene Typen von Pyranometern, Anemometern, Windrichtungsgebern, Temperatur- und Feuchtesensoren sowie Niederschlagsmessgeräten behandelt.
• Datenerfassungshardware: In diesem Kapitel werden die verwendeten Datenerfassungsgeräte und Schnittstellen vorgestellt, insbesondere die National Instruments-Produkte NI-9174, 9205 und 9402.
• Grundlagen - LabView: Dieses Kapitel gibt eine Einführung in die Programmierumgebung von LabView. Es werden wichtige Elemente der LabView-Programmierung, wie z. B. das Frontpanel, Blockdiagramm und verschiedene Funktionspaletten, erläutert.

Schlüsselwörter (Keywords)

Die Arbeit fokussiert auf die Konzeptionierung und den Aufbau einer automatischen meteorologischen Messstation mit LabView. Wichtige Schlüsselbegriffe sind: Meteorologie, LabView, Datenerfassung, Sensorik, Blitzschutz, Sicherheit, IEC 61215, IEC 62305-3.

Häufig gestellte Fragen

Was ist das Ziel des Projekts im Outdoorlabor der Universität Paderborn?

Ziel ist der Aufbau einer automatischen Messstation zur normgerechten Erfassung meteorologischer Daten für die PV-Modulvermessung.

Welche Software wird für die Datenerfassung verwendet?

Zur Aufnahme, Speicherung und Analyse der Daten wird die Software LabView von National Instruments eingesetzt.

Welche meteorologischen Größen werden gemessen?

Gemessen werden solare Einstrahlung, Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Niederschlag.

Welche Hardware-Komponenten kommen zum Einsatz?

Es werden Datenerfassungsgeräte von National Instruments verwendet, konkret das Chassis NI-9174 mit den Modulen 9205 und 9402.

Warum spielt der Blitzschutz eine wichtige Rolle?

Da es sich um ein Outdoorlabor handelt, ist der Schutz der sensiblen Elektronik durch äußeren und inneren Blitzschutz nach IEC 62305-3 essenziell.

Was sind die Vorteile von LabView in diesem Kontext?

LabView ermöglicht eine grafische Programmierung komplexer Rechenmodelle und bietet flexible Schnittstellen für eine Vielzahl von Sensoren.