De tipping bucket: ijking
Wat moeten we weten om de hoeveelheid neerslag te berekenen in een bepaalde tijdsduur?
We moeten weten
- hoeveel keer de tipping bucket kantelt door de regen die er in valt.
- of
- hoeveel keer de tipping bucket een elektrisch signaal doorstuurt naar de sturing in dit tijdsinterval.
Dit is een onrechtstreekse meting:
- we meten niet rechtstreeks de hoogte van de regen gevallen in een maatcilinder,
- maar we tellen het aantal keer dat de tipping bucket kantelt in een tijdsduur.
Opdracht 1
Veronderstel 2 soorten van regenbuien:
- Bui 1: gedurende 1 uur valt er een beetje motregen.
- Bui 2: gedurende 1 uur valt er een hevige regenbui.
Als meettoestellen voor de hevigheid (=intensiteit) van de regenbui gebruiken we:
- 1. een maatcilinder waar we de hoogte van de regen die in de maatcilinder is gevallen op kunnen aflezen.
- 2. een tipping bucket waarvan we het aantal kantelingen kunnen tellen.
Opdracht 2
Wat kan je zeggen over het aantal kantelingen van de tipping bucket tijdens deze 2 soorten van regenbui?
De hoogte Hregen van de gevallen regen (in mm) is evenredig met het aantal keer dat de tipping bucket (TB) kantelt tijdens de regenbui (nTB).
Hregen ~ nTB
of
Hregen = C . nTB
C is een contante waarde die afhangt van de tipping bucket die we gebruiken.
De ijking van het meettoestel, in dit geval de tipping bucket, doe je door het bepalen van C.
BESLUIT
- Deze constante C hangt af van de afmetingen van de gebruikte tipping bucket.
(trechteroppervlak, volume bakje waarbij de tipping bucket kantelt).
- Het bepalen van deze constante C noemen we ijking van de tipping bucket.
- Alle sensoren die onrechtstreekse metingen doen, moeten geijkt worden.
In deze module leren we hoe een ijking te doen, hier meer bepaald voor deze soort sensor. De gebruikte methode zal anders zijn voor iedere sensor.
Het bepalen van de constante C
Even herhalen:
De regenval - gemeten als hoogte H van regen in de maatcilinder - wordt gegeven door het volume regen die valt op een oppervlakte van 1m2.
We kunnen deze bewering herleiden naar de afmetingen van de tippingbucket:
De regenval - gemeten als de hoogte Hregen van regen die in de tipping bucket valt - wordt gegeven door het volume regen dat in de tipping bucket valt, VTB, via de oppervlakte van het rooster van de tipping bucket, ATB.
VTB
= Volume regen dat in de tipping bucket valt
ATB
= Oppervlakte van het opvangrooster
Vopvangbakje
= Volume regen dat in de tipping bucket moet vallen om de tipping bucket 1 keer te kantelen.
nTB
= aantal keren dat de tipping bucket kantelt.
Opdracht 5
Bereken de oppervlakte van het rooster van de tipping bucket A:
Er rest ons nu nog te bepalen wat het volume water/regen is waarbij het opvangbakje van de tipping bucket kantelt (Vopvangbakje).
Merk op:
- dat het bakje kantelt vooraleer het helemaal vol is;
- dat je dit volume water dus niet wiskundig kan bepalen uit het totaal volume van het bakje.
De benodigdheden hiervoor zijn
- iets om nauwkeurig water af te meten (buret, statief en wateropvangbakje)
- de tipping bucket
- water
Bekijk de filmpjes. Haal hieruit inspiratie voor je proef en je antwoord.
Opdracht 6
Bereken en geef de waarde van de constante C. Noteer je volledige berekening.