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Download MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM - CRNMANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM ... (termistor externo). 2. ... Rodar durante 10 minutos e ajustar o Controle de oznio para ~5A com ar Completo

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  • MINISTRIO DA CINCIA, TECNOLOGIA E INOVAO

    INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS

    COORDENADORIA REGIONAL DO NORDESTE

    LABORATRIO DE VARIVEIS AMBIENTAIS TROPICAIS

    MANUAL COMPLETO DE OZONIOSSONDAGEM Novos Procedimentos SHADOZ 18 de out/2017.

    Este manual tem como fundamento os procedimentos adotados pelo Laboratrio de

    Variveis Ambientais Tropicais (LAVAT) do instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-Natal), Wallops Flight Facilities (NASA) e a NOAA (National Oceanic and

    Atmospheric Administration).

    Dr. Francisco Raimundo da Silva

    Laboratrio de Variveis Ambientais Tropicais

    Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

    Natal, Brasil

    Trcio Luiz Bezerra Penha

    Laboratrio de Variveis Ambientais Tropicais

    Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

    Natal, Brasil

  • 2

    I. INSTRUMENTAO

    A. GERADOR DE OZNIO

    A Unidade Geradora de Oznio/Teste ou simplesmente Gerador de

    Oznio modelo TSC-1 foi projetado para preparar as ozoniossondas e analisar a

    resposta desta antes do lanamento com o balo (1).

    Figura 1: Gerador de Oznio/Teste modelo TSC-1 para ozoniossondas (1)

    0. Interruptor de Ligar/Desligar o gerador de oznio.

    1. Conector de sada da alimentao 12VDC para a ozoniossonda (ECC).

    2. mbolo de controle da quantidade de oznio.

    3. Conector de sada da alimentao de 9VDC para o radiossonda (RS).

    4. Controle do nvel de oznio.

    5. Interruptor de Ligar/Desligar a bomba de ar (Air Pump).

    6. Sada de oznio NO-LO O3 (sem e com baixo oznio). Utiliza-se esta conexo

    para verificar a corrente residual (background) e injetar oznio na cmara

    (ctodo) da clula de oznio durante a calibrao da ECC.

    7. Sada de oznio HI O3 (High Ozone). Utiliza-se para limpar a cmara de

    ctodo durante a preparao da ECC.

    8. Interruptor de Ligar/Desligar a lmpada de UV, geradora de oznio (UV

    LAMP).

    9. Interruptor de Ligar/Desligar o radiossonda (sada de 9 VDC).

    0 1 3

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    5 8

    7 6

    9 12

    11 10

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  • 3

    10. Medidor da tenso de alimentao da ECC.

    11. Medidor da corrente da bomba da ECC (microAmperes).

    12. Interruptor de Ligar/Desligar a sonda de oznio (sada de 12 VDC).

    13. Medidor para verificar a corrente da radiossonda em A (modificado para ler

    miliAmperes).

    14. Chave Ligar/Desligar para ler a Tenso e Corrente do motor/sonda.

    15. Medidor para verificar a corrente do sensor de oznio em A.

    Obs.: As radiossondas atuais vm com alimentao para, no mximo, 9

    VDC, por este motivo se faz necessrio uma modificao completa do Gerador de

    Oznio com a instalao de um regulador de 9 VDC para aliment-los.

    B. Clula de ozoniossonda (ECC)

    A clula de oznio da Science Pump consta de trs partes principais: a

    bomba e seu motor, as cmaras (ctodo e nodo) e a interface eletrnica.

    Figura 2: Electrochemical Concentration Cell (ECC), Science Pump com interface

    1. Bomba de teflon de entrada de ar cuja funo extrair de forma regular o ar

    exterior e faz-lo passar pelo sensor de oznio.

    2. Cmara de ctodo (sensor de oznio).

    3. Cmara de nodo (sensor de oznio).

    4. Fios das cmaras (ctodo e nodo).

    5. Tubo de entrada de amostra de ar.

    1

    2 3

    4

    7

    B

    8

    9 B

    A

    10

    B

    A

    7

  • 4

    6. Motor da bomba do sensor.

    7. Conector para a alimentao da bateria da bomba/interface.

    8. Potencimetro para ajustar a corrente de resposta da clula, utiliza-se

    quando a corrente no alcana um valor estvel em torno de 0.0200A

    (AJUSTAR SOMENTE SE FORESTRITAMENTE NECESSRIO).

    9. Fios azul e branco (condutores da corrente que gera a clula) com curto

    circuito para diminuir a corrente residual.

    10. Conector para interligao da transmisso de dados com o radiossonda.

    Figura 3: Caixa de acondicionamento com a informao de fbrica [A.11],bateria para a

    clula ECC [3B.12] e cabos de conexo [3C.13-15]

    11. Informao da sonda fornecida pela fbrica que vem na caixa de isopor e que

    dever ser anotada na folha de preparao/calibrao.

    12. Bateria para a ozoniossonda [procedimento para ativar Fig. 33.A - pg. 38].

    13. Conexo para o motor da bomba da ozoniosonda.

    14. Conexo para a interface da ozoniossonda.

    15. Conexo da bateria[Fig.3B.12].

    C. Radiossonda

    O radiossonda LMS6 permite a medio e transmisso de dados

    meteorolgicos: presso atmosfrica (GPS ou sensor), temperatura e umidade

    relativa do ar, oznio, direo e velocidade do vento (GPS), etc. Serve tambm

    para enviar os dados da ozoniossonda, durante o voo, para o receptor LMG6.

    B C A

    11

  • 5

    Figura 4: Radiossonda (RS) modelo LMS6

    1. Sensor de temperatura do ar (termistor externo).

    2. Sensor de umidade relativa do ar (externa).

    3. Antena de transmisso.

    4. Terminal de Conexo de dados da interface da ozoniossonda.

    5. Sensor de temperatura interna (termistor bead) para instalar no interior da

    Ozoniossonda.

    6. Terminais para alimentao do Radiossonda.

    Cuidado: No se deve tocar nos terminais dos termistores e sensor de

    umidade para no modificar suas caractersticas fsicas.

    D. Medidor de fluxo de ar (Flow Rate)

    Este instrumento simples serve para medir o fluxo de ar da ozoniossonda,

    est graduado de 0 a 100 cm, utilizando-se de uma bolha de sabo para

    determinar o tempo a percorrer os 100 cm.

    Figura 5: Coluna para medir o fluxo de ar (Flow Rate)

  • 6

    1. Parafuso tipo borboleta.

    2. Suporte metlico.

    3. Termmetro.

    4. Conexo 1.

    5. Pera de borracha.

    6. Coluna graduada.

    7. Garra metlica.

    8. Conexo 2.

    9. Soluo de gua e sabo. (Mistura de uma colher de ch em um copo

    pequeno de gua).

    10. Conexo 3.

    E. Filtro com carvo ativado.

    Figura 6: Filtro de carvo ativado

    Filtro com carvo ativado para eliminar o oznio produzido pelo gerador de

    oznio e que circula pela ozoniossonda. Lembrar que o oznio prejudicial ao

    sistema respiratrio dos seres humanos.

    F. Fio de curto-circuito.

    Figura 7: Detalhe do fio de curto-circuito.

    Conexes fmeas para os sensores

    Para fio azul Para fio branco

  • 7

    Nota: O Fio de curto circuito usado para conectar os fios branco e azul da

    clula de oznio tem como finalidade diminuir a corrente residual. Este poder ser

    confeccionado sem o resistor de 1 k (Ohm).

    G. Medidor de Presso/Vcuo

    Usado para medir a presso da bomba e a presso de vcuo

    Figura 8: Medidor de presso

    II.Preparao Inicial No inferior a 3 dias antes do lanamento

    O procedimento de preparao e calibrao das ozoniossondas deve ser

    feito em um ambiente limpo, livre de p, no se deve permitir fumar, em nenhum

    caso, usar desodorantes ambientais antes ou durante o processo de calibrao.

    Tambm dever manter uma temperatura ambiente entre 20 e 25C. Recomenda-

    se tambm usar luvas cirrgicas livres de p para manipular as clulas e as

    solues.

    a. Montar a Interface eletrnica na ECC e conectar todos os cabos de alimentao

    [Fig. 3C].

    b. Conectar o cabo da ozoniossonda [Fig. 3C.15] a fonte do Gerador de oznio

    [Fig. 1.1] atravs do cabo adaptador.

  • 8

    Iniciando os procedimentos usando o formulrio SHADOZ DIGITAL

    OZONESONDE CHECKLIST, Verso:18 de Out/2017 (3.Formulrios pgina

    42).

    a. Data (aaaammdd):

    b. Nome da Estao:

    c. Nome do Operador:

    d. Nmero de srie da ECC.

    e. Tipo da Soluo eletroqumica; ex. 1.0% full buffered.

    1. Ligar o Gerador de Oznio (Fig. 1.0) e motor da sonda (Fig. 1.12), rodar

    durante 10 minutos em no O3com ar ligado (Fig.1.6) com os fios conectados a

    sada de 12VDC (Fig. 1.1).

    2. Anotar a CORRENTE DA BOMBA em mA (Medidor Fig. 1.11).

    Figure 9: Medio da Corrente da bomba

    3. Medidor da Presso da bomba ("hg) A presso na cabea da bomba.

  • 9

    Figura 10: Medio da presso da bomba

    4. Presso de Vcuo ("Hg) Presso de vcuo da entrada da bomba.

    Figura 11: Medio da presso de vcuo

    5. Bypassar a Cmara de Ctodo.

    6. Adicionar 5,5 cc de soluo de ctodo.

    7. Rodar durante 30 minutos em HI O3 (somente o tubo e a bomba) com o

    Controle de oznio (PISTO) completamente para fora para condicionar o tubo

    de entrada e a bomba (4).

  • 10

    Figura 12: Limpeza do Tubinho e Bomba em HI O3

    8. Rodar durante 5 minutos em NO-LO O3 com ar ligado.

    Figura 13: Destruio do Oznio

    9. Derramar ou retirar a soluo de Ctodo.

    10. Adicionar 3 cc com soluo nova de ctodo.

    11. Aguardar 5 minutos antes de adicionar 1,5 cc de soluo de nodo.

    12. Conectar os terminais da clula e rodar durante 10 minutos em NO-LO O3

    com ar ligado.

    13. Anotar a corrente de oznio (Bkg).

  • 11

    Figura 14: Corrente Residual (Bkg)

    14. Rodar durante 10 minutos com 5A O3 e comutar a chave para no O3 air

    (Controle de oznio completamente fechado).

    15. Anotar o tempo em segundos que a corrente cai de 4 a 1,5A (Teste de

    Decaimento da Corrente).

    16. Rodar durante 10 minutos em NO-LO O3, air ligado, com o Controle de

    oznio completamente fechado.

    17. Anotar a corrente de O3 (A).

    18. Adicionar 2,5 cc da soluo de ctodo.

    19. Curto circuit

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