WIZUALIZACJA DANYCH POMIAROWYCH MIERNIKA ZAPYLENIA POWIETRZA AMIZ 2000 PRZY UŻYCIU PROGRAMU LabVIEW Adrian Jakowiuk Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, Warszawa CM CM O CM O Abstract APPLICATION OF THE LabVIEW PACKAGE FOR REPRESENTATION OF MEASUREMENT DATA FROM AIRBORNE DUST MONITOR AMIZ 2000 This paper describes software for presentation of measuring results from airborne dust monitor AMIZ 2000. Apart of dust concentration as the main parameter of the monitor, air temperature, relative humidity, atmospheric pressure, wind direction and its speed are measured. To present all this data in a form allowing fast and convenient assessment of the measuring results by the user software based on LabVIEW packet was developed. The measuring results are presented in a form of graph allowing to see the measuring results within a day, or a selected period and to see relation between all measured parameters. Presenting results in a form of tables is also possible. 1. WSTĘP Miernik zapylenia powietrza AMIZ 2000 (rys. 1) przeznaczony jest do automatycznych pomiarów emisji zapylenia powietrza w punktach stałych. Może pracować jako samodzielne urządzenie pomiarowe, jak również jako element sieci monitoringu zapylenia atmosferycznego. Miernik ten mierzy takie parametry otoczenia, jak: zapylenie powietrza, temperaturę powietrza, wilgotność względną, ciśnienie atmosferyczne, prędkość i czas wiania wiatru w zależności od jego kierunku. Miernik zapylenia powietrza AMIZ 2000 pozwala na transmisję danych do komputera, dzięki czemu stało się możliwe stworzenie oprogramowania, którego zadaniem byłaby archiwizacja danych pomiarowych, a Rys. 1. Miernik zapylenia powietrza AMIZ 2000. 525
także prezentacja tych danych w formie tabel, wykresów oraz generowanie raportów podsumowujących określone przedziały czasu. Do stworzenia takiego oprogramowania użyto pakietu Lab VIEW [1]. 2. OPIS MIERNIKA ZAPYLENIA POWIETRZA AMIZ 2000 Zasada działania miernika polega na zebraniu próbki pyłu na filtrze z włókniny szklanej, a następnie na wyznaczeniu jej gramatury metodą absorpcji promieniowania beta ze źródła Pm-147. W jednej z pozycji układu pomiarowego (rys. 2) przez filtr z włókna szklanego przepompowywane jest zapylone powietrze. W tym samym czasie układ pomiaru masy pyłu jest wykorzystywany do referencyjnego pomiaru gramatury czystego odcinka filtru. Po zakończeniu cyklu pompowania powietrza, układ pomiarowy obraca się w położenie pomiaru masy pyłu i jest dokonywany pomiar częstości zliczeń [2]. Urządzenie działa w sposób automatyczny i może pracować przez kilka miesięcy bez żadnego nadzoru. Wyniki pomiarów są gromadzone w wewnętrznej pamięci i mogą być ręcznie lub automatycznie transferowane do komputera zewnętrznego. Rys. 2. Szkic głowicy pomiarowej miernika zapylenia powietrza: l - pojemnik na wzorce, 2 -podstawa układu radiometrycznego, 3 - stolik obrotowy, 4 - ssawka, 5 - źródło Pm-147, 6 - rolka z filtrem, 7 licznik G-M, 8 - filtr, 9 - wyłączniki. 526
Zakres pomiarowy jest szeroki i wynosi od 5 do 5000 igm 3, a powtarzalność ok. 2%, lecz nie mniej niż 2 (igm 3. Miernik wyposażony jest także w zestaw czujników meteorologicznych do pomiarów kierunku i prędkości wiatru oraz temperatury, wilgotności i ciśnienia powietrza [3]. Zakresy pomiarowe mierzonych wartości przedstawiono w tabeli. Tabela. Zakresy pomiarowe wartości mierzonych przez miernik zapylenia powietrza AMIZ 2000. Zakres pomiarowy zapylenia 5-5000 igm 3 Czułość pomiaru 2 igm 3 Zakres pomiarowy: wiatr temperatura wilgotność względna ciśnienie atmosferyczne 16 kierunków, prędkość 0-60 ms -63 - +64 C 0-99% RH 895-1150 hpa Źródło: http:www.ichtj.waw.plichtjmarketm-engdep_03amiz2000.htm. 3. OPIS PROGRMU AMIZ 2000 Program AMIZ 2000 służy do gromadzenia i prezentacji danych dotyczących zapylenia powietrza zbieranych przy użyciu miernika zapylenia AMIZ 2000. Miernik ten pozwala na pomiar takich parametrów otoczenia, jak: zapylenie, temperatura, wilgotność względna oraz ciśnienie atmosferyczne, a także czas i szybkość wiania wiatru w odniesieniu do jego kierunku. 3.1. Okno główne programu W oknie głównym programu (rys. 3) prezentowane są średnie dobowe wartości dotyczące wybranego okresu czasu oraz dane dotyczące średnich wartości okresu i prędkości wiania wiatru. Przedstawione są także wartości średnie dobowe zapylenia powietrza, temperatury powietrza, wilgotności względnej oraz ciśnienia atmosferycznego w wybranym dniu. 527
Tempetatura powietrza Wilgotność względna Ciśnienie atmosferyczne Rys. 3. Okno główne programu AMIZ 2000. 3.2. Przeglądanie danych pomiarowych Wyniki pomiarów z miernika powietrza przenoszone są do programu za pomocą specjalnego urządzenia dostarczanego wraz z programem. Po wczytaniu nowych danych do pamięci możliwe jest przejrzenie ich poprzez wybór interesującej nas daty pomiaru z kalendarza widocznego w lewym górnym rogu okna głównego programu (rys. 3). Po wybraniu interesującego nas dnia widoczne na ekranie wykresy zostaną automatycznie odświeżone. Z okna głównego programu możliwe jest przejście do okna dialogowego przedstawiającego szczegółowe dane pomiarowe dla wybranego dnia (rys. 4). Z głównego okna programu istnieje także możliwość przejścia do okna dialogowego przedstawiającego szczegółowe wartości pomiarów w wybranym miesiącu (rys. 5), skąd użytkownik może przejść, po wybraniu interesującego go pomiaru, do okna przedstawiającego szczegółowe dane dobowe. Zawartość poszczególnych okien dialogowych można także w każdej chwili wydrukować. 528
«Xffmome- \ ^ i, \ \ \ \ V 7._ " -" ""*" ~ " *\ ~.Ex.!; _^** "> r^~ ^\, Pafcfeiw* 2000 Gwtefcts' S;1 1 2 3 * 4 B f 4 J iplfl 12 : 1*3 14 U N N-E E S-E S S* ' W w>- 20JJ- ' "\ \ N 1BJ3-^^ 1 2 3_ 4 fda ' "' h aa"" 'móo" Rys. 4. Wartości szczegółowe pomiarów w ciągu doby. Wfkio, ticzegćt*!, ZapsfenH, Rys. 5. Wykres szczegółowy pomiarów w ciągu miesiąca. 3.3. Raporty W przedstawianym programie istnieje także możliwość przejrzenia oraz wydrukowania raportów podsumowujących zebrane dane z różnych okresów. Dostępne są następujące raporty: raport miesięczny - składający się z czterech podraportów tygodniowych, zawierających średnie wartości dobowe takich parametrów, jak: 529
zapylenie, temperatura powietrza, ciśnienie atmosferyczne, wilgotność względna (przedstawione w formie tabeli) oraz czas i prędkość wiatru (przedstawione na wykresach) (rys. 6b). Przy przeglądaniu danych zawartych w raporcie możliwe jest przejście do okna zawierającego dane szczegółowe dla wybranej doby. l 2 3 4 Ś B 7 t 2 3 4 5 ' S? B 3 10 11 r \ Raport dobowy oktetów? D -' 1-7 Bsfdaur* 2860 CHues wiania vnabu {XJ N N-E S S-E S S*tf W N N-E E S S S^ń? W N-W N N E S-E S S-V W N-W Rys. 6. a) Raport roczny, b) Raport miesięczny - pierwsze trzy dni miesiąca. raport roczny - zawierający uśrednione w okresach miesięcznych dane dotyczące wybranego roku. Przedstawia on średnie wartości miesięczne zapylenia, temperatury powietrza, wilgotności względnej oraz ciśnienia atmosferycznego w formie tabelarycznej, jak również na wykresach (rys. 6a). Z raportu tego, wybierając interesujący miesiąc, 530
można przejść do raportu prezentującego bardziej szczegółowe dane dla wybranego miesiąca. raport okresowy szczegółowy - przedstawia w formie wykresów szczegółowe dane z poszczególnych pomiarów dotyczące zapylenia, temperatury powietrza, ciśnienia atmosferycznego i wilgotności względnej w wybranym okresie czasu (rys. 7a). Dane przedstawione są na czterech wykresach. Po zaznaczeniu wybranego pomiaru można przejść do okna przedstawiającego dane szczegółowe z danego dnia i tam sprawdzić prędkość oraz okres wiania wiatru dla wybranego pomiaru, oraz jak zmieniały się mierzone parametry w ciągu doby. Rys. 7. Widok przykładowych raportów: a) raport okresowy szczegółowy - wykres zapylenia, b) raport okresowy roczny - wykres zapylenia. raport okresowy roczny - przedstawia w formie wykresów średnie roczne wartości zapylenia, temperatury powietrza, ciśnienia atmosfe- 531
rycznego oraz wilgotności względnej w ciągu wybranego okresu czasu (rys. 7b). Po wybraniu interesującego roku, w którym np. zapylenie było najwyższe, można przejść do raportu przedstawiającego średnie miesięczne wartości mierzonych parametrów, a następnie do raportu zawierającego bardziej szczegółowe wartości tych parametrów. 4. PODSUMOWANIE Dzięki wykorzystaniu pakietu programistycznego LabVIEW stworzono oprogramowanie, którego zadaniem jest pobieranie, archiwizowanie oraz przedstawianie wyników pomiarów. Stworzony program do obsługi miernika zapylenia powietrza AMIZ 2000 znacznie rozszerza możliwości miernika; dotychczas użytkownik sam musiał przetwarzać odczytane dane, teraz oprogramowanie wykonuje za niego tę pracę. Z programu AMIZ 2000 można w łatwy sposób generować raporty zarówno miesięczne, jak i roczne, a także z wybranych okresów. W łatwy sposób można też określić kierunek wiejącego wiatru, np. dla największego zmierzonego w ciągu doby zapylenia lub sprawdzić, jakie warunki atmosferyczne panowały w danym dniu, jakie były wartości średnie parametrów meteorologicznych w danym okresie i porównać je z wartościami z innych okresów. LITERATURA [1]. User Manual LabVIEW 6.O. National Instruments, 2000. [2]. Urbański P., Machaj B., Strzałkowski J.: Radiometryczny monitor zapylenia powietrza. Pomiary Automatyka Kontrola, 5, 111-112 (1993). [3]. Urbański P.: Promieniowanie jako źródło informacji o właściwościach materii. W: Raport PTN - 52001. Polskie Towarzystwo Nukleoniczne, Warszawa 2001, s. 56. 532