Cảm biến đo tầm nhìn xa và thời tiết Biral SWS-200 Visibility & Present Weather Sensor Biral SWS-100, Biral SWS-050

The SWS-200 is designed for use in applications where accurate and reliable visibility measurements are required with the addition of WMO 4680 present weather codes.

The sensor measures Meteorological Optical Range (MOR) as well as reporting the presence of liquid and frozen precipitation. Precipitation is reported using WMO table 4680 codes for easy integration with aviation systems. A feature of Biral sensors is the ability to report precipitation intensity according to a range of national standards. The unique backscatter receiver gives the SWS-200 unparalleled abilities in distinguishing frozen from liquid precipitation, a key factor when determining the safety of aircraft operations. Whilst the 10m to 99.99km visibility range makes the sensor suitable of use in meteorological observation networks and research applications.

Analogue voltage and current outputs, complimented by relays that can switch on visibility and/or precipitation, make the sensor suitable for connection to local warning indicators and legacy systems.

An optional interface to the ALS-2 Ambient Light Sensor makes the SWS-200 particularly suited for use in aviation applications where Runway Visual Range (RVR) information is required in addition to METAR data. As standard the sensor is fitted with an extensive self-test capability which includes window contamination monitoring and output compensation.

• 10m to 99.99km measurement range (other ranges available)
• Instantaneous and averaged visibility outputs
• WMO 4680 present weather codes
• Compact forward scatter design
• Hood heating for use in extreme environments
• Window heating and contamination monitoring
• Serial data output (RS232, RS422 or RS485)
• Analogue voltage and relay outputs
• Optional analogue current output
• Comprehensive self-test capabilities

Biral SWS-200 là một cảm biến khí tượng tiên tiến được sản xuất bởi Biral (Vương quốc Anh), một công ty hàng đầu thế giới về thiết kế và sản xuất các thiết bị đo lường khí tượng chuyên nghiệp. Đây không phải là một cảm biến thời tiết thông thường mà là một cảm biến tán xạ phía trước (Forward Scatter Sensor), được thiết kế để đo lường cực kỳ chính xác tầm nhìn xa (visibility) và xác định các hiện tượng thời tiết quan trọng liên quan đến giáng thủy (mưa, tuyết...).

Sản phẩm này là một công cụ tối quan trọng trong các ứng dụng đòi hỏi dữ liệu thời tiết tin cậy và theo thời gian thực để đảm bảo an toàn và hiệu quả vận hành, đặc biệt là trong ngành hàng không và giao thông.

Nguyên lý Hoạt động và các Thông số Đo lường

Biral SWS-200 hoạt động dựa trên nguyên lý tán xạ phía trước:

1. Cảm biến phát ra một chùm tia hồng ngoại vào một khối lượng không khí mẫu.
2. Các hạt trong không khí (như hạt nước trong sương mù, hạt mưa, bông tuyết, bụi...) sẽ làm tán xạ chùm tia sáng này.
3. Một bộ thu được đặt ở một góc nhất định sẽ đo cường độ của ánh sáng bị tán xạ.
4. Dựa trên cường độ ánh sáng tán xạ, bộ xử lý của cảm biến sẽ tính toán chính xác Tầm nhìn Quang học Khí tượng (Meteorological Optical Range - MOR).

Ngoài ra, bằng cách phân tích các đặc tính của tín hiệu nhận được, cảm biến có thể xác định loại và cường độ của giáng thủy.

Các thông số chính mà SWS-200 đo lường:

• Tầm nhìn xa (Visibility): Đo dải tầm nhìn rất rộng, từ 10 mét đến 99.99 km.
• Loại Giáng thủy (Precipitation Type): Phân biệt chính xác các hiện tượng thời tiết như sương mù, mưa phùn, mưa rào, tuyết.
• Cường độ Giáng thủy (Precipitation Intensity): Đo lường lượng mưa/tuyết rơi theo thời gian (ví dụ: mm/giờ).
• Lượng Giáng thủy Tích lũy (Accumulated Precipitation): Tính toán tổng lượng mưa/tuyết đã rơi.

Ứng dụng Thực tế trong các Ngành Trọng yếu

Với độ chính xác và độ tin cậy đạt các tiêu chuẩn quốc tế cao nhất (ICAO, WMO, FAA), Biral SWS-200 được tin dùng trong các lĩnh vực sau:

1. Hàng không (Aviation):
   • Ứng dụng: Đây là ứng dụng quan trọng và phổ biến nhất. SWS-200 là một thành phần không thể thiếu trong các Hệ thống Quan trắc Thời tiết Tự động tại sân bay (AWOS/ASOS).
   • Mục đích: Cung cấp dữ liệu tầm nhìn để tính toán Tầm nhìn Xa trên Đường băng (Runway Visual Range - RVR) – một thông số sống còn đối với phi công. Dữ liệu này giúp kiểm soát viên không lưu và phi hành đoàn đưa ra quyết định cất cánh, hạ cánh hoặc chuyển hướng bay một cách an toàn, đặc biệt trong điều kiện thời tiết xấu (sương mù dày đặc, mưa lớn).
2. Giao thông Đường bộ (Road Transport):
   • Ứng dụng: Được tích hợp vào các Hệ thống Thông tin Thời tiết Đường bộ (RWIS), lắp đặt tại các tuyến cao tốc, cầu vượt biển, hầm đường bộ và các cung đường đèo núi nguy hiểm.
   • Mục đích: Tự động phát hiện các điều kiện tầm nhìn kém do sương mù hoặc mưa/tuyết lớn. Dữ liệu từ cảm biến sẽ kích hoạt các hệ thống cảnh báo tự động như:
     • Biển báo điện tử (ví dụ: "CÓ SƯƠNG MÙ", "GIẢM TỐC ĐỘ").
     • Bật đèn cảnh báo, đèn sương mù tự động.
     • Gửi thông tin đến trung tâm điều hành giao thông để điều tiết luồng xe.
3. Hàng hải và Cảng biển (Maritime & Ports):
   • Ứng dụng: Lắp đặt tại các cảng biển, luồng lạch, hải đăng và trên các giàn khoan ngoài khơi.
   • Mục đích: Cung cấp thông tin tầm nhìn chính xác để tàu thuyền có thể ra vào cảng an toàn. Hệ thống có thể tự động kích hoạt còi báo sương mù (foghorn) khi tầm nhìn giảm xuống dưới một ngưỡng nhất định, đảm bảo an toàn hàng hải.
4. Năng lượng Tái tạo (Renewable Energy):
   • Ứng dụng: Đặc biệt quan trọng tại các trang trại điện gió ngoài khơi.
   • Mục đích: Giám sát điều kiện thời tiết và tầm nhìn để đảm bảo an toàn cho các hoạt động vận hành và bảo trì bằng tàu dịch vụ và trực thăng.
5. Khí tượng và Nghiên cứu Khoa học:
   • Ứng dụng: Được sử dụng bởi các trung tâm khí tượng thủy văn quốc gia và các viện nghiên cứu để thu thập dữ liệu thời tiết chính xác phục vụ cho công tác dự báo và nghiên cứu biến đổi khí hậu.

Lợi ích Sử dụng Vượt trội

1. Nâng cao An toàn Tối đa:
   • Đây là lợi ích lớn nhất. Dữ liệu chính xác và tức thời từ SWS-200 giúp ngăn ngừa tai nạn hàng không, giảm thiểu va chạm giao thông trong thời tiết xấu và đảm bảo an toàn cho các hoạt động hàng hải.
2. Độ chính xác và Tin cậy Cao:
   • Sản phẩm tuân thủ các khuyến nghị của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) và Tổ chức Khí tượng Thế giới (WMO), đảm bảo dữ liệu có thể được tin cậy để đưa ra các quyết định mang tính sống còn.
3. Tự động hóa Hoàn toàn, Hoạt động 24/7:
   • Cảm biến tự động hóa hoàn toàn việc quan trắc, loại bỏ sự phụ thuộc vào con người, đặc biệt hiệu quả tại các địa điểm xa xôi, hẻo lánh hoặc các sân bay không có trạm khí tượng có người trực.
4. Chi phí Vận hành và Bảo trì Thấp:
   • SWS-200 được thiết kế không có bộ phận chuyển động, giúp tăng độ bền và giảm nhu cầu bảo trì. Các tính năng như sấy nóng tự động ở đầu cảm biến giúp ngăn ngừa băng tuyết tích tụ, đảm bảo hoạt động ổn định ngay cả trong mùa đông khắc nghiệt.
5. Giải pháp "Tất cả trong một" (All-in-One):
   • Khả năng đo lường đồng thời nhiều thông số quan trọng (tầm nhìn, loại và cường độ giáng thủy) trong một thiết bị duy nhất giúp giảm sự phức tạp khi lắp đặt và tiết kiệm chi phí so với việc phải sử dụng nhiều cảm biến riêng lẻ.

Tóm lại, Biral SWS-200 không chỉ là một thiết bị đo lường mà là một giải pháp an toàn toàn diện. Nó cung cấp dữ liệu nền tảng, đáng tin cậy để các hệ thống tự động có thể đưa ra quyết định thông minh, giúp bảo vệ tính mạng con người và tài sản trong những điều kiện và ứng dụng đòi hỏi khắt khe nhất.