erste Erfahrungen mit dem Thies Niederschlagssensor

Ich habe seit November einen Thies Niederschlagsensor in Betrieb. Ich will hier mal meine Erfahrungen nach nun 8 Monaten Dauerbetrieb zum Besten geben.

Zunächst hatte ich mich nur nach einem Niederschlag-Detektor umgeschaut, weil ich der Meinung war, das man auf dem Balkon einer Mietwohnung keine serösen und vor allem vergleichbare Niederschlagsmessungen vornehmen kann. Dann bin ich auf den Thies Niederschlag-Detektor und dessen Variante, den Thies Niederschlag-Sensor gestoßen. Der Detektor trifft nur eine Aussage „ja/nein“, der Sensor liefert auch Informationen zur Intensität. Da sich beide Devices im Preis kaum unterscheiden, hab ich mir gesagt: „die Intensitätsmessung nimmste mit“.

Grundsätzlich ist das Gerät nach wie vor sehr zu empfehlen. Wenn man sich der Einschränkungen/Besonderheiten bewusst ist, kann man ziemlich gute Ergebnisse erzielen. Mittlerweile versuche ich, damit auch Niederschlagsmengen zu messen (Intensität*Dauer), was inzwischen überraschend gut funktioniert. Allerdings nicht bei Schnee/Hagel. Bedingt durch die (bis zu 10-fache) Größe der vereisten Flugobjekte erhöhen sich die Messergebnisse in etwa um denselben Faktor. Hier habe ich noch keine Lösung gefunden. Aber im Moment ist ja auch nicht Winter und es schneit recht selten..

Der Niederschlagssensor ist bei mir via ADAM 6017 an IP-Symcon angeschlossen, wo die komplette Messdatenverarbeitung und –Aufzeichnung erfolgt. Weiterhin ist einiger Aufwand an Messdaten-Nachbearbeitung via Software notwendig, die ich mir in den letzten Monaten mit recht hohem Aufwand erarbeitet habe. Im Bereich der Niederschlags-Detektion habe ich einen Software-„Bienenfilter“ entwickelt, der anhand der Signalmuster erkennt, ob es sich tatsächlich um Niederschlag handelt oder um ungebetenes fliegendes Personal. Zur Ermittlung der Intensität und Mengen habe ich ebenfalls eine softwarebasierende Lösung.

Beide Softwarelösungen sind PHP-Scripte, die ebenfalls innerhalb von IP-Symcon laufen. Kalibriert habe ich Intensitäts- und Mengen-Messung durch Vergleichsmessungen mit einem Niederschlagsmesser nach Prof. Hellmann (kleine Variante). Die Abweichungen liegen momentan bei 0,1-0,3mm /Tag. Visualisiert werden die Meßdaten via IP-Symcon/Highcharts auf meinen Wetter-Seiten. Direkte Sensordaten und die Funktionalität sind (nahezu Echtzeit) auf der Seite RS Area51/Niederschlagsdetektion und -Messung mit Thies Niederschlagssensor dargestellt.

Weiterhin habe ich zusätzlich noch eine Auswertung des Regenradar-Bildes von wetteronline.de etabliert. Innerhalb des Radarbildes habe ich ein Suchbereich definiert, der von einem PHP-Script auf Radarechos untersucht wird. Taucht in diesem Suchbereich mindestens ein Radarecho-Pixel auf, wird die Meßdatenverarbeitung (und -Aufzeichnung) scharf geschaltet. Ist kein Radarecho erkennbar, wird die Datenverarbeitung abgeschaltet (der Ns-Sensor ist aber weiterhin aktiv und liefert Daten). Damit senke ich zusätzlich das Potenzial für Fehlinterpretationen der Meßwerte.

Während der intensiven Beschäftigung mit dem kleinen Kerl ist mir eigentlich nur ein „Übel“ aufgefallen: auf die Gehäuseoberseite aufschlagende Wassertropfen. Diese haben die in diesem Kontext unangenehme Eigenschaft, beim Aufschlag auf ein Objekt einen rasanten „Zellteilungsprozess“ hin zu legen: sie zerplatzen in viele kleine Wassertropfen , viele davon machen sich unangenehmer weise auf den Weg zur Gabellichtschranke und verfälschen damit das Messergebnis (nach oben, und zwar kräftig). Also habe ich meine Grübel-Instanz angeworfen, heraus gekommen ist ein 2-stufiger Spritzschutz

1. Ein Grenzschichtzaun als Aluminium-Winkelprofil rund um die Gabellichtschranke (Bild1)
2. Ein noppenartiger Spritzschutz auf der Gehäuse-Oberfläche (Bild2+3)

Soweit meine bisherigen Erfahrungen mit dem Thies Niederschlagssensor. Ein pfiffiges – aber auch empfindliches – kleines Kerlchen.

Zusammenfassung:

Vorteile

• Extrem empfindliches Messprinzip: die Niederschlags-Messung und erst recht die Detektion liegt um den Faktor 100 besser als bei herkömmlichen Kipplöffel-Sensoren (Messbereich beginnt bei 0,001mm/Min)
• Prinzipiell ist der Sensor selbst wartungsfrei, da keine Mechanik

Prinzipielle Nachteile

• Keine Unterscheidung zwischen Niederschlag und anderen Flugobjekten (Bienen, Spinnen, Spinnennetze, Pflanzensamen, Blätter, Staub)
• Keine Schnee-Erkennung -> damit wird eine Intensitäts- und Mengenmessung bei Schneefall um den Faktor 10 verfälscht (es wird je nach Schnee-Konsistenz ein um den Faktor 10 höherer Intensitätswert gemessen

Gerätespezifische Nachteile

• Der Sensor hat eine – von Oben betrachtet – große Oberfläche, auf die Wassertropfen aufschlagen. Der Nachteil an diesen Dingern: beim Aufschlag zerplatzen diese und verteilen sich als Untermenge in der Gegend. Nicht schlimm, denkt man sich. Stimmt auch, solange die Dinger nicht in die Gabellichtschranke springen. Blöderweise tun sie das aber und verfälschen so Intensitäts- und Mengenmessung
• Die Herstellerangaben zur Intensität passen bei mir nicht: ich habe unerwartet hohe Anpassungen in der Intensitätsmessung machen müssen

Abgeleitete Empfehlungen:

• Sowohl die Niederschlags-Detektion als auch Intensitäts-Messung sollten softwareseitig unbedingt nachbearbeitet werden, da man sonst gerade im Frühjahr mit zu viel Fehlmessungen konfrontiert wird.
• Der Sensor sollte gut zugänglich montiert werden, da man von Frühjahr bis Herbst recht oft (alle 1-2 Wochen) Spinnennetze entfernen muss
• Will man halbwegs brauchbare Intensitäts-Daten erzeugen, sollte auf dem Sensor sollte ein Spritzschutz angebracht werden
• Eine Nachbearbeitung der Messdaten via Software sowohl für Ns-Detektion (Bienenfilter) als auch Intensitäts-Messung (Kalibrierung/Korrektur der Intensitäts-Umrechnung) ist zu empfehlen

Aktuelle Kalibration nach Raketenschnecke.net (Stand Juni 2012)