12 lämpötila-anturia lepäämässä, saunomassa ja uimassa

Olen mukana yhdessä pienessä, yksityisessä tutkimusprojektissa ja sitä varten hankittiin 12 lämpötila-anturia. Ne olivat minulle tuntemattomia, joten hieman piti testailla kuinka ne toimii ja käyttäytyy.

Yllä olevat kuvat ja speksitaulukko ovat peräisin valmistajan nettisivuilta.

Laitteessa on voimanlähteenä oma paristo ja tiedot luetaan bluetoothilla (BT). Kun anturi mittaa itsekseen, se tallentaa tulokset 5 minuutin välein omaan tietokantaan, max 10 vuorokautta ja sitten kirjoittaa yli. Jos anturiin ollaan BT-yhteydessä, niin datoja tulee noin sekunnin välein. Datat voidaan siirtää käyttöön joko valmistajan Gateway-laitteella, joka siirtää datat erillissopimuksella pilveen tai sitten BT-laitteella eli ainakin kännykällä (android tai apple) tai tabletilla.

Tehdaskalibroidut anturit toimitetaan paristolla varustettuna, joiden käyttöiäksi sanotaan 2 vuotta . Patteri on erotettu teipillä navoista, jonka vuoksi takakansi pitää avata kiertämällä tasossa ja ottamalla teippi pois, jotta lähtee käyntiin. Takakannen ja rungon välissä on O-rengas, jonka pitäisi pitää projektissa käytettävät laitteet kuivina 24 tuntia 50m syvyydessä, omissa antureissani on reikä kosteuden mittaukseen, joten eivät ole upotettavaa mallia.

Anturien koko 78,3mm x 56mm x 15mm, pituus x leveys x korkeus.

 

Hankin samassa yhteydessä itselle kaksi mitta-anturia, joissa on myös suhteellisen kosteuden mittaus. Yllä kuvankaappaus puhelimen yhdestä käyttöliittymästä.

Saman sovelluksen toisella käyttöliittymällä voidaan hakea datat mitta-anturista (Synkronoi) ja ladata tietokanta haluttuun kohteeseen (Lataa historia (csv)). Kuvan anturin nimestä olen peittänyt neljän merkin koodin, joka on tehdassyntyinen ja, jonka jätin osaksi nimeä. Anturien omistajuuden saa rekisteröityä myyjän palveluun, jonka ansiosta ainakaan myyjän palveluja ei voi käyttää, jos joku ottaa anturin luvatta käyttöön.

Mittaustulokset siis tallentuvat CSV-tiedostoihin (comma separated value, pilkulla erotetut arvot). Ensin ei meinannut taulukkolaskenta tietoja aukaista tolkullisessa muodossa, mutta lähetin tiedoston viisaammalle ja sieltä tuli ohjeistus

Valmistajan ohjelma tallentaa tiedot jenkkiformaattiin ja päivämääränkin muotoon vuosi, kuukausi, päivä. Noilla tiedostonaukaisuvalinnoilla homma alkoi toimia.

Kun anturien csv-tiedot yhdistetään samaan taulukkoon, ne eivät ole ajallisesti samalla taulukon rivillä kuin sattumalta. Syynä on se, että antureiden tiedostoissa voi olla eri määrä mittaustuloksia joko eriaikaisen käynnistämisen tai sitten tallennustaajuuden vuoksi (onko keräys 5 minuutin vai sekunttien välein). Tuo käynnistämisaikojen ero aiheuttaa myös kellonajat datoilla ei ole kaikilla esim. tasa 5, 10, 15…minuuttien kohdilla. Tämän vuoksi ne pitää taulukko-ohjelmalla kohdistaa johonkin. Tässä testissä kohdistuspisteinä käytetään anturin 1 kellonaikaa ja Vlookup- Excelissä tai Phaku-työkalua suomenkielisessäLibreOfficessa.

 

Yllä olevassa kuvaajassa on  ensimmäisen testin mittaushistoria. Kohdassa 1 on irroiteltu teipit antureista ja nimetty ne. Niillä on myös tehdastunniste, mutta helpottamaan myöhempää datan käsittelyä yksilöivät nimet mittauskohteen mukaan ovat mukavampia.

Kohta 2 kuvaajassa tarkoittaa anturien lepäilyä sivupöydällä varjossa, mikä tarkoittaa, että ei suoraa auringonpaistetta antureihin. Anturit  3 x 4 matriisissa.

Kohdassa 3 vein anturit saunomaan ison puuläimmitteisen kiukaan jälkilämpöön. Etäisyys kiukaasta n. 1,3m ja taso oli 20cm alempana kuin kiukaan kivien korkein kohta. Anturit rivissä.

Kohdassa 4 laitoin anturit porakaivosta laskettuun viileään veteen. Vesiämpäri oli pesuhuoneessa.

Anturit jäähtyivät veden lämpötilaan, kohta 5, ja siitä sitten alkoivat lämmetä pesuhuoneen lämpötilaan.

Kohdasta 6 on tehty tarkempi anturien tarkastelu.

En ole arvioinut sitä, että kuinka tarkasti anturien kellot käyvät samaa aikaa, mutta mittaukset ainakin tallennetaan satunnaiseen aikaan, mikä johtuu teippien poistamisesta eri aikaan, jonka vuoksi aparaatin alustukset tapahtuvat eriaikaisesti. Anturien keskinäistä sijaintia ei ole dokumentoitu.

Mittausarvot näyttävät äkkiseltään melko levottomilta rauhassa pöydällä lepäävien anturien mittaamaksi eli ovatko anturit epätarkkoja vai eikö olosuhde anturien ympärillä ole vakio? Mittaustuloksia 132 kpl, mikä kattaa 660 minuuttia.

 

 

Kun ottaa anturin 6 vertailukohdaksi, niin näkee, että vaihtelua on alle +/- 0,4 astetta.

 

Kun laitoin anturit lauteelle (jalkataso) ja annoin olla noin 100 minuuttia, tuli oheiset datapisteet, jotka ovat siis 5 minuutin välein.

Tässä onkin sitten enemmän vaihtelua. Alkaako anturit jo tässä vaiheessa sippaamaan vai mistä on kysymys? Syitä on pari, joista ensimmäinen on pieni viive ensimmäisen ja viimeisen anturin lauteille laiton välillä ja toinen on se, että anturien etäisyys kiukaasta ei ollut sama, koska antureita oli monta, joten väkisin syntyy geometrista eroa.

Kun siirsin anturit lauteelta vesiämpäriin, ne jäähtyivät aika rivakasti alun löylylämmöstä veden lämpöön ja sitten seurasivat hyvin veden lämpötilaa.

Yllä olevassa kuvaajassa verrataan muiden anturien lämpötiloja anturiin nro 6. Alussa on käsittelystä johtuvaa eroa, mutta sitten mittaustulokset alkavat yhdentyä kohtalaisen hyvin. Kuvaajassa on merkitty vaakanuolella ajankson (9:33 – 20:00, 126 mittausta), josta tein erilliskuvaajan.

Vedessä mittaustuloksien vaihtelu on hieman alle +/- 0,1 astetta, kun ei ole ympäristössä häilyvyyttä. Tarkoittaa sitä, että mitta-anturit ovat riittävän tarkkoja projektin tarpeisiin.

Kun mittaustarkkuuksissa päästään tuohon +/- 0,1 asteen tarkkuuteen, se tarkoittaa myös sitä, että huoneen pöydällä tehdyn mittaussarjan  +/- 0,4 asteen vaihtelusta +/- 0,3 astetta johtuu ulkoisista tekijöistä, kuten ilman liikkumisesta huoneessa ja/tai rakennuksen lämpösäteilystä.

Pertti Niemi
Sitoutumaton Jyväskylä

FM Jyväskylän yliopistosta

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu