Umweltmessgeräte: Überblick

Umweltmessungen sind für manche Branchen unerlässlich. Ganz gleich, ob es darum geht, die Feuchtigkeit und Temperatur in einem Server-Raum zu überwachen, schwere Maschinen auf ihre Wärmeabstrahlung in einer industriellen Anlage zu kontrollieren oder sonst eine Aufgabe zu erledigen – die Messung umweltbezogener Kenngrößen ist aus Gründen der Qualitätssicherung und der Sicherheit sowie zum Schutz von Geräten und vielem mehr erforderlich.

In manchen Fällen sind bei Umweltmessungen die äußeren Bedingungen genauso zu berücksichtigen wie die Bedingungen im Inneren einer Anlage. Hierfür wird eine Vielzahl verschiedenster Messgeräte und Daten verwendet, die einen Einblick in die Umweltbedingungen bieten können, die für manche industrielle, landwirtschaftliche und sonstige Prozesse ausschlaggebend sein können.

Zur Messung dieser Umweltbedingungen werden zahlreiche unterschiedliche Messgeräte eingesetzt.

 

Barometer

Barometer sind Geräte zur Messung des atmosphärischen Drucks. Manche von ihnen verwenden eine Flüssigkeit für die Messung, während manch andere Varianten Komponenten von Federn bis hin zu sehr kleinen elektromechanischen Geräten verwenden.

Zu den geläufigsten Anwendungen eines Barometers zählt die Wettervorhersage: Dabei weist ein fallender Druck oftmals darauf hin, dass Regen im Anmarsch ist. Diese Geräte eignen sich jedoch auch zur Messung des atmosphärischen Drucks innerhalb und außerhalb eines Gebäudes, um beispielsweise einen Eindruck davon zu bekommen, ob Über- oder Unterdruck vorherrscht und in welchem Maße dies der Fall ist.

Atmosphärischer Druck kann für manche Herstellungsprozesse besonders wichtig sein. Barometer sind zudem oftmals in Wetterstationen integriert, da der atmosphärische Druck zu den wichtigsten Messungen eines Meteorologen gehört.

 

Thermometer

Thermometer bieten die Möglichkeit, die Menge an Wärmeenergie in der Atmosphäre zu messen. Dabei sind sie in zahlreichen unterschiedlichen Designs erhältlich, einschließlich digitaler Varianten, die sehr kompakt und präzise sind. Manche Thermometer sind zudem mit Funkkomponenten ausgestattet, sodass das Gerät selbst im Außenbereich aufgestellt werden kann, während die Messwerte hingegen im Innenbereich oder einem anderen Ort abgelesen werden.

Thermometer sind sehr präzise und zuverlässige Geräte. Der wichtigste Punkt, den es bei der Auswahl eines Thermometers zu berücksichtigen gilt, ist die kleinst- und größtmögliche Temperatur, die das Gerät zuverlässig handhaben kann.

 

Pluviometer

Ein Pluviometer (auch: Niederschlagsmesser) ist ein Gerät, das eine Probe des gefallenen Niederschlags aufnimmt und diese dann entsprechend skaliert, um die Gesamtmenge an Niederschlag in einem bestimmten Zeitraum zu ermitteln. In den meisten Fällen werden diese Messungen in Millimetern angegeben. Dabei kann der Messwert mathematisch abgeleitet werden, um somit die Niederschlagsmenge in Litern pro Quadratmeter zu erhalten.

Bei sehr komplexen Wetterstationen nehmen die Pluviometer die Messwerte vollautomatisch auf und leiten ihre Ergebnisse dann an die Wetterstation weiter.

Nichtsdestotrotz unterliegt die Funktion eines Pluviometers einigen wenigen Einschränkungen. Bläst beispielsweise ein starker Wind, wenn der Niederschlag auftritt, kann der Großteil des Regenwassers aus dem Messgerät heraus geblasen werden; die Folge: unpräzise Messungen der tatsächlich gefallenen Niederschlagsmenge. Im Großen und Ganzen sind diese Geräte jedoch zuverlässig genug, um akkurate Messungen der gefallenen Niederschlagsmenge durchzuführen.

 

Thermohygrometer

Thermohygrometer sind kombinierte Geräte, die sowohl die Temperatur als auch die Feuchtigkeit in einer bestimmten Umgebung messen können. So sind diese Geräte oftmals besonders praktisch, da beide dieser Messwerte für die allermeisten Umweltmessungen unerlässlich sind.

Dabei beinhaltet der Remote-Sensor in aller Regel beide dieser Funktionen. Zudem wird dieser Sensor dort positioniert, wo die Messungen durchzuführen sind. Mit Hilfe von Funkwellen kann die Basisstation eines solchen Geräts dann sämtliche von dem Sensor aufgenommene Messwerte empfangen.

 

Wetterstationen

Wetterstationen sind letztlich eine Kombination aus Messgeräten und Anzeigevorrichtungen, mit deren Hilfe sehr komplexe und detaillierte Messungen bezüglich der Umgebung durchgeführt werden können. Zuallererst liefern sie sehr grundlegende Informationen wie Datum und Uhrzeit. Auch wenn diese Funktion auf den ersten Blick nebensächlich erscheinen mag, ist sie letzten Endes sehr wichtig, um auftretende Spitzenwerte präzise aufzeichnen zu können. Ebenso kann das Gerät in aller Regel zahlreiche Höchst- und Tiefstwerte für Temperatur, Feuchtigkeit und vieles mehr speichern.

Dabei handelt es sich in aller Regel um batteriebetriebene Geräte mit sehr geläufigen Lösungen zur Stromversorgung, darunter AA und AAA Batterien. Die meisten Wetterstationen verfügen über einen festgelegten Wertebereich für die Messung der Temperatur. Dieser Bereich kann jedoch ganz nach Einsatzbereich, sprich: innen oder außen, variieren. So kann ein Modell beispielsweise einen Höchstwert von 50 °C für Temperaturmessungen im Innenbereich aufweisen, während der Höchstwert für Messungen im Außenbereich bei 60 °C liegt.

Die Feuchtigkeitsmessungen unterliegen womöglich ebenfalls gewissen Einschränkungen, die unter Umständen und je nach Einsatzbereich ebenso zu berücksichtigen sind.

Wetterstationen bestehen in aller Regel aus einer Basisstation und einem Remote-Sensor. Dieser Remote-Sensor – in manchen Fällen auch: die Remote-Sensoren – kann dann genau dort aufgestellt werden, wo die Messung durchzuführen ist; ganz gleich, ob das Gerät im Außenbereich oder ausschließlich in geschlossenen Räumen verwendet wird.

An der Basisstation werden dann für gewöhnlich verschiedenste Daten angezeigt, darunter die Messwerte des Remote-Sensors und die der Basisstation selbst. In den einfachsten Anwendungen wäre das ein Messwert für die Temperatur innen und außen. Etwas komplexere Modelle unterstützen nicht nur Temperaturdaten, sondern wissen auch über die Feuchtigkeit, den Niederschlag, den Mondstand, die Bewölkung und vieles mehr Bescheid.

Viele dieser Geräte sind so entwickelt, dass sie mit mehr als einem einzigen Sensor arbeiten können. In manchen Fällen sogar so, dass dieser Sensor neben Batterien noch eine andere Stromquelle verwenden kann, damit diese nicht gar so häufig ausgetauscht werden müssen. So sind manche Sensoren beispielsweise solarbetrieben, sodass sie vollständig sorgenfrei auch über einen längeren Zeitraum hinweg betrieben werden können, ohne dass die Batterien ausgetauscht werden müssen.

Wetterstationen können zudem mit weiteren Verbesserungen ausgestattet werden. So sind manche Geräte beispielsweise mit dem Signal einer Atomuhr synchronisiert, damit die Uhrzeit und das Datum von Ereignissen jederzeit sehr präzise festgehalten wird und zudem sichergestellt werden kann, dass präzise Daten über einen bestimmten Zeitraum hinweg aufgenommen werden können.

 

Wofür werden sie verwendet?

Besonders dank digitaler Technologie sind Wetterstationen heutzutage sehr preiswert erhältlich. Selbst komplexe Sensoren werden zu sehr geringen Preisen angeboten, sodass sie sowohl bei Hobbybastlern als auch für Anwendungen im industriellen Bereich sehr beliebt sind.

In industriellen Anwendungen werden Wetterstationen in aller Regel verwendet, um die Umgebungsbedingungen innen wie außen zu messen. Diese Werte können besonders wichtige Informationen für Herstellungsprozesse, Transportaufgaben, Arbeitsbedingungen und mehr liefern.

So kann zum Beispiel in Anwendungen, bei denen ein Stoff oder ein Material getrocknet wird – beispielsweise in der Holzindustrie – ein Hygrometer eingesetzt werden, um die Gesamtfeuchtigkeit in einem bestimmten Raum zu messen. Somit kann bestimmt werden, ob die jeweiligen Materialien unter geeigneten Bedingungen gelagert werden oder nicht. Die Messung der Temperatur und anderer Parameter kann dabei mitunter demselben Zweck dienen.

Bei industriellen Anwendungen können diese Geräte ebenso verwendet werden um sicherzustellen, dass eine gewisse Komfortstufe in einem bestimmten Raum beibehalten wird. Große, leistungsstarke Maschinen geben oftmals eine große Menge an Wärme ab; sollte diese abgeleitete Wärme zu hohe Werte erreichen, könnte das Personal und weitere Personen in dem Bereich rundum die Maschine gefährdet werden. Mit der Speicherung präziser Messwerte kann sichergestellt werden, dass die für sichere Bedingungen verantwortlichen Personen auf Situationen hingewiesen werden, in denen es für das Personal oder das jeweilige Equipment zu warm oder zu kalt war.

In manchen Anwendungen sind es auch die äußeren Bedingungen, die als besonders wichtig einzustufen sind. Dies ist insbesondere bei groß angelegten Landwirtschaftsanlagen der Fall, wo Informationen über Temperatur, Feuchtigkeit, Regenwahrscheinlichkeit und vieles mehr für manche Aufgaben unerlässlich sein können. Auf dieselbe Weise können diese Informationen auch für andere Bereiche von besonders hoher Bedeutung sein, da somit entschieden werden kann, ob bestimmte Materialien im Außenbereich gelagert werden können, sicher transportiert werden können und so weiter.

Diese Geräte sind zudem in verschiedenen Anwendungen in der Schifffahrt und ähnlichen Bereichen im Einsatz, wo Informationen über Strömungen und Witterungsbedingungen nicht nur eine Frage des Komforts sein mögen, sondern in manchen Szenarien tatsächlich lebenswichtig sind.

 

In High-Tech-Anwendungen

In High-Tech-Anwendungen sind Informationen bezüglich der Umweltbedingungen absolut unerlässlich. Viele High-Tech-Geräte verfügen über gewisse Wertebereiche hinsichtlich Temperatur, Feuchtigkeit und anderen Eigenschaften.

So werden Remote-Sensoren oftmals in Server-Räumen, Datenzentren und anderen Locations installiert, bei denen eine ganze Menge an elektronischem Equipment vorhanden ist. Dieses Equipment gibt unweigerlich Wärme an seine Umgebung ab. Bei zunehmender Wärme wird somit die Kühlleistung jedes einzelnen der elektrischen Geräte in dem jeweiligen Raum eingeschränkt. Die mögliche Folge sind mitunter ernsthafte Beschädigungen sehr kostspieliger Geräte. Um dieses Szenario zu verhindern ist ein konstanter Datenfluss über die Umweltbedingungen erforderlich.

Glücklicherweise können für Indoor-Anwendungen dieselben Geräte eingesetzt werden wie für Outdoor-Anwendungen. Dabei müssen die Feuchtigkeitswerte von Server-Räumen überwacht werden um sicherzustellen, dass weder zu viel noch zu wenig Feuchtigkeit in dem Raum vorherrscht. Die Temperatur muss, wie bereits angedeutet, aus Gründen der Sicherheit des Equipments im Auge behalten werden. Da diese Messgeräte gar so preiswert sind, bieten sie eine sehr praktische Lösung zur Gewährleistung der Sicherheit elektrischer Geräte und der unterbrechungsfreien Bereitstellung von IT-Leistungen.

Dabei sind diese Geräte nicht nur simpel und preiswert, sondern bieten zudem mit die wichtigsten Informationen zur Fehlersuche in einigen der kostspieligsten Geräte überhaupt. Ein Problem mit einer Klimaanlage kann beispielsweise ganz unbemerkt auftreten, doch plötzliche Anstiege und Gefälle in Sachen Feuchtigkeit beziehungsweise gefährlich hohe oder niedrige Temperaturen über einen bestimmten Zeitraum würden darauf hinweisen, dass diese kostspieligen Systeme untersucht werden sollten.

 

Umweltmessgeräte verwenden

Die richtige Positionierung von Umweltmessgeräten ist von größter Bedeutung. Werden Sensoren auf ungeeignete Weise installiert, können die Messungen mit höchster Wahrscheinlichkeit nicht besonders präzise ausfallen. Und selbst wenn sie präzise sind, sind sie wohl nicht besonders wertvoll.

Die Temperatur als Größe bietet ein hervorragendes Beispiel hierfür. Zur Messung der Außentemperatur muss ein Temperaturmessgerät in einem Bereich installiert werden, wo keinerlei Schatten von Nachbargebäuden auftreten können und wo die Wärmestrahlung des eigenen Gebäudes die Messungen nicht beeinträchtigen kann. Wird ein Thermometer beispielsweise an der Außenwand eines Gebäudes angebracht, fallen die Messungen mit hoher Wahrscheinlichkeit recht unpräzise aus, da die Wärmestrahlung von Seiten des Gebäudes den Messwert anheben wird.

Feuchtemessgeräte und Niederschlagsmesser müssen hingegen in einem Bereich installiert werden, in dem sie die gesamte Niederschlagmenge auffangen können, die zu Boden fällt. Sämtliche Überhänge oder Hindernisse – einschließlich solcher natürlicher Art wie Bäume oder ähnliches – führen zu unpräzisen Messwerten.

In Server-Räumen und anderen Bereichen, in denen die Innentemperatur mit Hilfe von Remote-Sensoren gemessen wird, hängt die jeweilige Positionierung von dem individuellen Szenario ab. So erfordert die Überwachung eines Server-Raums beispielsweise die Anbringung zahlreicher Sensoren, damit das jeweilige Personal auf mögliche Wärmepunkte hingewiesen werden kann, die unter Umständen in dem Raum entstehen. Gründe für deren Entstehung sind falsch positionierte Geräte, Probleme mit der Luftzirkulation und ähnliches.

In Anwendungen, bei denen die Temperatur von Raum zu Raum erhebliche Unterschiede aufweisen kann, sind womöglich voneinander unabhängige Sensoren anzubringen um sicherzustellen, dass die Temperatur an jedem wichtigen Punkt gemessen wird. So ist die Temperatur in einer Fabrikhalle aufgrund der Menge an laufendem Equipment oftmals bedeutend höher als in Bürogebäuden. In solchen Situationen ist es unerlässlich, dass den für die Überwachung der Temperatur verantwortlichen Personen präzise Messwerte zur Verfügung stehen.

 

Preiswert und präzise

Da mit der Einführung von digitaler Technologie der Preis für Umweltmessgeräte dauerhaft gesenkt werden konnte, zählen diese Geräte inzwischen zu den preiswertesten Komponenten überhaupt. Dabei sind sehr komplexe Modelle mitunter zu überraschend niedrigen Preisen erhältlich, während sie Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck und weitere Parameter einer gesamten Industrieanlage zuverlässig und mühelos messen können.

Im Verbund mit solarbetriebenen Optionen, langanhaltenden Batterien und überraschend robusten Designs zählen Umweltmessungen mit zu den preiswertesten Aufgaben im industriellen Bereich. Die ordnungsgemäße und präzise Aufnahme dieser Messwerte kann dabei zur besseren Erhaltung teurer Geräte, gesteigertem Komfort und mehr Sicherheit des Personals sowie zu einer zuverlässigeren Qualitätskontrolle von Produkten führen, da diese nicht länger potenziell schädlichen Umweltbedingungen ausgesetzt werden. Von allen komplexen elektronischen Komponenten im industriellen Bereich bieten Umweltmessgeräte mit Abstand das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.