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Ozonosondeador

 

1. DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO

1.1. SISTEMA DE VUELO

1.2. RECEPCIÓN DE DATOS

2. PRINCIPIOS DE MEDIDA

3. EQUIPO AUXILIAR

4. FOTOS

 

 

Sondeos

 

1. DESCRIPCIÓN DEL INSTRUMENTO

El equipo para la realización de perfiles verticales de ozono está formado por varias partes. La principal es la ozonosonda, que consta de un sensor electroquímico formado por dos electrodos de platino inmersos en una solución de yoduro potásico en distintas concentraciones en las cámaras del ánodo y del cátodo. La ozonosonda se conecta por medio de una interface a una radiosonda para adecuar la señal de ozono al protocolo de la radiosonda para su envío a tierra. La radiosonda está provista de un sensor para medir la temperatura, la humedad y la presión. Además tiene un sistema GPS que permite conocer los datos de velocidad y módulo del viento.

 

 

1.1. SISTEMA DE VUELO

Todo el conjunto cuelga de un globo libre con una carga de helio tal que proporcione una velocidad ascensional aproximada de 5 m s-1. Los globos utilizados son de neopreno TOTEX TX-1200 diseñados para soportar bajas temperaturas. Su diámetro es de 1.8 metros antes del lanzamiento, llegando a alcanzar entre 5 a 10 metros antes de producirse la explosión. Debido a las bajas temperaturas que tienen que soportar son sometidos a un tratamiento de calentamiento y posteriormente se sumergen en una mezcla de gasoil y aceite.

 

 

1.2. RECEPCIÓN DE DATOS

El equipo de recepción de tierra utilizado es un Digicora Marwin-15 de la casa Vaisäla. Emplea una antena UHF que recoge los datos de la radiosonda y una antena GPS para la recepción de las señales de la red de satélites de navegación NAVSTAR. La velocidad y dirección del viento se calcula a partir de la medida del desplazamiento Doppler debido al movimiento relativo entre la sonda y los satélites. Estos datos junto con los datos de la radiosonda son enviados a un ordenador con un software que decodifica los datos, los convierte en unidades físicas y realiza correcciones de vuelo.
El sistema permite conocer simultáneamente el ozono, la temperatura, presión, altura y viento desde la superficie hasta una altura aprox de 30 km con una resolución de 10-15 m dependiendo de la velocidad ascensional del globo.

 

Esquema ozonosondeo

 

 

2. PRINCIPIOS DE MEDIDA

El mecanismo de medida del sensor de ozono es el siguiente. A medida que la ozonosonda asciende, el aire es aspirado a través de un tubo de entrada de teflón, haciéndolo llegar al cátodo de la célula, donde reacciona con la disolución. Por cada molécula de ozono se genera una corriente eléctrica de dos electrones, que mediante una tarjeta electrónica que actúa de interface, adecua la señal al protocolo de la radiosonda para ser transmitida a tierra. La figura muestra en el panel izquierdo las distintas partes de la ozonosonda y en el derecho el conjunto ozonosonda/radiosonda preparado para el vuelo.

 

Partes de una ozonosonda Ozonosonda

 

 

3. EQUIPO AUXILIAR

La instrumentación empleada en el vuelo tiene la peculiaridad de ser material fungible, es decir, cada uno de los elementos que componen el conjunto de vuelo sólo se utilizan una única vez. Este hecho implica que, para asegurarse que todas ellas miden de la misma manera y que la serie de datos de la estación es independiente de cada una de las sondas lanzadas, debe realizarse un control sobre cada una de ellas. Para el control de la sonda el equipo auxiliar empleado es el siguiente:


Calibrador de ozono TSC-1. Se emplea para comprobar que la sonda funciona correctamente antes de que sea lanzada, y medir la corriente de fondo de la misma.

 


Calibrador TCSLa unidad se compone de una fuente interna de generación de ozono, de un filtro de destrucción de ozono para poder medir la corriente de fondo de la ozonosonda, en ausencia de ozono, un sensor calibrador de ozono de las mismas características que el propio sensor de la ozonosonda para comparar los resultados obtenidos con los parámetros generados por la ozonosonda destinada para el vuelo y de dos microamperímetros y dos voltímetros, para medir la señal de salida de los dos sensores y el voltaje de los motores de ambas bombas.

 

 

 

Calibrador de ozono TSC-1.

 

 

 

 

Calibrador GC-23. Para la calibración de los sensores de humedad y temperatura de la radiosonda se utiliza un calibrador GC23, que proporciona valores de humedad relativa del 0% y de temperatura con una precisión de 0.2 ºC. El sensor de presión se calibrada con el barómetro de la estación.


Calibrador CG-23 La radiosonda se pone en marcha con los sensores de temperatura y humedad en el calibrador, y se comprueba que los datos recibidos por el receptor de tierra coinciden con los patrones. Si existen desviaciones, éstas se corrigen introduciendo en el programa de cálculo las diferencias entre ambos.

 

 

 

 

 

 

 

  Calibrador GC-23.

 

 

 

4. FOTOS

La instalación del instrumento en la Base Belgrano II se puede ver en las fotos siguientes:


Instalación del sistema en el interior del laboratorio en Belgrano II