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Medidas de ozono con radiosondas
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Vuelta: los principales tipos de radiosondas

traducido por Maxi EA5CV


Ver también: La “pila de agua” (F) - la radiosonda VAISALA RS92-AGP (F) - la radiosonda VAISALA RS92-SGP -


Descripción

El dispositivo de medida de ozono se encierra en una gran caja en poliestireno expandido. La parte electrónica se conecta a una radiosonda (aquí un RS92-SGPD simplemente pegada con celo sobre la caja; ver fotografía adjunta) que retransmite los datos medidos.
El principio del captador de ozono es relativamente simple: una bomba a pistón, abastecida permanentemente por una "pila de agua", hace circular el aire en una solución de yoduro de potasio. La reacción química que se opera causa la formación de una corriente eléctrica cuyo valor se retransmite por la sonda. La indicación "ECC" significa a "Electrochemical Concentración Ocultación". Se trata aquí de un analizador de tipo Z de la sociedad americana EN-SCI.
El globo que sube todo ello es de un volumen más importante que el usado en la radiosonda habitual y medido al despegue de 1,5m (globo de 1200g) cerca de a 2 m de diámetro (Totex 2000 GR, inflado a 3.7 m3 para los SRS-PTU de Payerne (F)) (Totex 1500 GR para Uccle). La altitud contemplada es del orden de 35000m.
Sobre la caja se fija una ficha de instrucción para la devolución de la sonda o su reciclaje. Los captadores de ozono se reacondicionan fácilmente para un nuevo vuelo, un 75% de las sondas enviadas por Uccle son retornadas, una gran parte de los captadores de ozono son reutilizables. El elevado precio del captador justifica su reutilización.

Características

Dimensiones de la caja: altura: 250 mm., anchura: 190 mm., grosor: 190 mm.
El alojamiento interior donde se coloca el captador de ozono mide 90x90 y 140mm de altura, la tapa tiene 50 mm. de grosor.
El alojamiento de la pila de agua situado en parte baja medida, vista de la cara antes, 140mm de profundidad, 45mm de alto y 65mm de ancho; sigue siendo 10 mm. de poliestireno bajo este alojamiento.
Masa: 550g con la pila.
Alimentación del captador de ozono: pila de agua 12V-70mA
Autonomía del captador de ozono: 5:00

Funcionamiento del captador de ozono por Sébastien, ON7SEB

La pila ECC está formada por dos recipientes en Teflón en los cuales hay un electrodo, respectivamente el ánodo y el cátodo. Estos dos pequeños tanques comunican el uno con el otro en sus bases (cerca de los electrodos) por un puente iónico, el puente iónico es un material que tiene la particularidad de dejar pasar los iones impidiendo al mismo tiempo las dos sustancias mezclarse, lo que neutralizaría el funcionamiento de la pila.
Los dos pequeños tanques son cada uno llenados con una mezcla de yoduro y bromuro de potasio diluido en agua destilada, el tanque del ánodo contiene un poco más de yoduro de potasio (la solución es pardusca) que se hace la solución en el tanque del cátodo, eso adrede para que la reacción funcione correctamente, el aire bombeado llegando él en el tanque de cátodo.
La reacción que se efectúa con el ozono (0
3) se suscita la oxirreducción, una reacción química que causa una transferencia de electrones, la reacción es directamente dependiente del tipo de ozono en el aire bombeado. En la práctica, la reacción de oxirreducción funcionando también con el dioxygène (O2) contenido en el aire, es necesario conocer el "ruido de fondo" de la pila para no falsear la medida de ozono propiamente dicha, eso está previsto en los cálculos al suelo.
Sin volver a entrar en las largas fórmulas, la reacción que se opera con el ozono producido 2 electrones por molécula de ozono. La corriente medida es directamente proporcional entre moléculas de ozono en el aire bombeado.
La producción de bombeo se conoce y entra en cuenta en el cálculo final, el régimen del motor es constante cuando la tensión está entre 7 y 20V, lo que permite una producción constante durante todo el vuelo del "ruido de fondo" vinculado a la reacción del O
2 con la mezcla se deduce del resultado final para corregir la medida.
Para efectuar el cálculo final, además de la producción de aire bombeada, debe también conocerse la presión del ozono, depende en parte de la temperatura, a tal efecto un sensor de temperatura efectúa la medida de la temperatura del aire aspirado en la bomba.
Estas dos medidas (que corren en la célula ECC y temperatura del aire) se dirigen hacia un doble amplificador operativo, a continuación una numeración (16 bites) se efectúa sobre un convertidor analógico/digital, esta información transita a continuación de manera numérica sobre un autobús SPI hasta la radiosonda para ser transmitida por radio.
Al suelo, estas dos medidas se enfrentan para calcular precisamente el tipo de ozono.

Paracaídas y velocidad de caída

El peso de la carga útil impone la utilización de un paracaídas (en plástico rojo para los RS92-SGP) en tela para los SRS-PTU (F).
Como ejemplo ahí tienes la distribución de las masas de:
1) SRS-PTU+Ozone capturada por F0FLS (véase fotografías siguientes)
- SRS-PTU + captador ozono: 1075 gramos
- solo paracaídas: 164 gramos (diámetro 1,5m)
- sola cuerda: 125 gramos
- restos de globo: 618 gramos (globo de 2000g)
Es pues una masa de alrededor 2kg (1982 gramos) que volvió a caer bastante rápidamente a juzgar por el hundimiento de la caja en poliestireno.
2) RS92SGPD + captador ozono de Uccle
- capteur+RS: 880g
- parachute+ficelle: 132g
Al lado: RS de Uccle (fotografía F1BMN)



Fotografías
  Placa interfaz del captador de ozono    M : bomba de aire
 E : entrada de aire
 S : salida de la bomba
 C : captador electroquímico
   La caja aislante en poliestireno que contiene el dispositivo de medida



Esta radiosonda lanzada en Uccle fue capturada por Franck, F4FHM y Marcial, F5JDI, a que debemos las fotografías aquí arriba mientras que F0FLS y XYL tomaron las que siguen en una caza a la radiosonda de Payerne.

 
 El captador de ozono utilizado por Payerne es idéntico al de Uccle (Bélgica)    P : paracaídas en tela
 B : restos del globo
 S : radiosonde Meteolabor SRS-PTU
 O3 : captador de ozono


Lugares de lanzamiento

Los lugares conocidos en enero de 2010 son:
- Uccle (Bélgica)
- Payerne (Suiza)
- Hohenspeissenberg (Alemania)
- Praha-Libus (REP. Checo)
- De Bilt (Países Bajos)
- Camborne (Inglaterra)
- Legionowo (Polonia)
- Madrid (España)
- St-Michel-l'Observatoire (Francia)
- Sodankylä (Finlandia)
- Valentia (Irlanda)
- NY-Alesund (Noruega)
- Lerwick (UK)