Field acceptance test Field acceptance test procedure of Present procedure of Present

weather sensorsweather sensors

Fabrice ZanghiFabrice Zanghi

MethodMethod

8 PWD22 sensors to determine one single 8 PWD22 sensors to determine one single present weather (reference)present weather (reference)

Comparison with a spectro-Comparison with a spectro-pluviometerpluviometer

Visibility measurementVisibility measurement

Comparison with the Thies Comparison with the Thies sensor (A single PWD22)sensor (A single PWD22)

Precipitation Precipitation : (Yes/No): (Yes/No)

  PWD22

Absence de précipitation

Précipitation de bruine

Précipitation de pluie

 

Thies

 

Absence de précipitation

97% 0% 2% Sur

41514 cas

Précipitation de bruine

12% 

12% 72% 

Sur 416 cas

Précipitation de pluie

3% 

1% 96% Sur

1742 cas

Precipitation Precipitation accumulationaccumulation

Present weather, Dispersion of the Present weather, Dispersion of the diagnosisdiagnosis Inter sensors ComparisonInter sensors Comparison

00 44 1010 3030 5151 5252 6161 6262 6363 6767 9999 sommesomme

00 98%98% 1%1% 1%1% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 645097645097

44 16%16% 80%80% 4%4% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 29072907

1010 13%13% 0%0% 85%85% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 1%1% 5998559985

3030 0%0% 0%0% 2%2% 98%98% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 43274327

5151 14%14% 0%0% 2%2% 0%0% 74%74% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 38963896

5252 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 14%14% 71%71% 12%12% 2%2% 0%0% 0%0% 0%0% 8484

6161 6%6% 0%0% 0%0% 0%0% 1%1% 0%0% 91%91% 2%2% 0%0% 0%0% 2%2% 4530145301

6262 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 9%9% 87%87% 3%3% 0%0% 0%0% 49104910

6363 2%2% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 93%93% 0%0% 0%0% 990990

6767 71%71% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 0%0% 7%7% 7%7% 0%0% 14%14% 0%0% 1414

VisibilityVisibility Sensors Comparison with the site referencesSensors Comparison with the site references

Visibility dispersion Visibility dispersion (average over 8 sensors)(average over 8 sensors)

Dispersion of a Dispersion of a PWD22 with regard PWD22 with regard to 7 identical to 7 identical sensors (median) sensors (median)

Visibility of PWD Z11309 sensor with regard to the 7 others identical PWD22

Coefficient position of the median (all measurements)

Coefficient position of the median to obtain 50 % of the measures in agreement

Coefficient position of the median to obtain 90 % of the measures in agreement

Lower than 1000 m

between 0,95and 1,1

(not enough case)

between 0,95 and 1,2

between 0,8 and 1,25

between 1000 and 5000 m 

between 0,9 and 1,2

between 0,8 et 1,2 

between 0,7 et 1,3

higher to 5000 m 

between 1 and 1,15

between 0,95 and 1,15

between 0,8 and 1,25 

The dispersion of The dispersion of a PWD22 with a PWD22 with regard to the regard to the reference sensors reference sensors of the site gives of the site gives similar results .similar results .

Thies sensor, experience, experimental assemblyThies sensor, experience, experimental assembly

Installation and Installation and walked past of walked past of calibrated balls calibrated balls in front of opticsin front of optics

Class 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Diameter in mm

0,12

0,25

0,37

0,5 0,75

1 1,25

1,5 1,75

2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7

Class 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Velocity in m/s

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,4 1,8 2,2 2,6 3 3,4 4,2 5 5,8 6,6 7,4 8,2 9 10

Behavior with various Behavior with various diametersdiameters

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 5 mm

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes des diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 5 mm. Les diamètres sont évalués entre 4 et 6,5 mm avec un maximum autour de 5 mm

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 3,8 à 4,3 mm

0

100

200

300

400

500

600

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes de diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 3,8 mm à 4,3 mm. Les diamètres sont évalués entre 3,5 et 6 mm avec un maximum autour de 5,5 mm

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 2,85 à 3,3 mm

0

5

10

15

20

25

30

35

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes de diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 2,85 mm à 3,3 mm. Les diamètres sont évalués entre 0,5 et 4,5 mm avec un maximum autour de 3 mm. Le nombre faible d’expérience explique la dispersion

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 2 à 2,3 mm

0

500

1000

1500

2000

2500

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes de diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 2 mm à 2,3 mm. Les diamètres sont évalués entre 2 et 3 mm avec un maximum autour de 2,5 mm

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 1 à 1,25 mm

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes de diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 1 mm à 1,25 mm. Les diamètres sont évalués entre 0,75 et 1,5 mm avec un maximum autour de 1,25 mm

spectre des diamètres pour des billes calibrées de 0,5 à 0,75 mm

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D8 D9 D10 D11 D12 D13 D14 D15 D16 D17 D18 D19 D20

classes de diamètres

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 0,5 mm à 0,75 mm. Les diamètres sont évalués entre 0,25 et 1 mm avec un maximum autour de 0,5 mm

Behavior various speedsBehavior various speeds

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 5 mm

0

50

100

150

200

250

300

350

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

classes des vitesses

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 5 mm. Les vitesses sont évaluées entre 1,4 et 2,2 m/s avec un maximum autour de 1,8 m/s

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 3,8 à 4,3 mm

0

100

200

300

400

500

600

700

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classes de vitesses

no

mb

re

de

bil

les

: Billes de 3,8 mm à 4,3 mm. Les vitesses sont évaluées entre 1,4 et 2,6 m/s avec un maximum autour de 2,2 m/s

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 2,85 à 3,3 mm

0

10

20

30

40

50

60

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classes de vitesse

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 2,25 mm à 3,2 mm. Les vitesses sont évaluées entre 1 et 2,2 m/s avec un maximum autour de 1,8 m/s

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 2 à 2,3 mm

0

500

1000

1500

2000

2500

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classes de vitesse

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 2 mm à 2,3 mm. Les vitesses sont évaluées entre 1 et 2,6 m/s avec un maximum autour de 2,2 m/s

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 1 à 1,25 mm

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classes de vitesse

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 1 mm à 1,25 mm. Les vitesses sont évaluées entre 0,8 et 2,2 m/s avec un maximum autour de 1,8 m/s

spectre des vitesses pour des billes calibrées de 0,5 à 0,75 mm

0

5000

10000

15000

20000

25000

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classes de vitesses

no

mb

re

de

bil

les

Billes de 0,5 mm à 0,75 mm. Les vitesses sont évaluées entre 0,2 et 1,4 m/s avec un maximum autour de 1 m/s

Lancement de deux hauteurs différentesLancement de deux hauteurs différentesspectre de vitesse pour deux hauteurs de chute diff érentes (diam 2 à 2,3 mm)

0

100

200

300

400

500

600

V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10 V11 V12 V13 V14 V15 V16 V17 V18 V19 V20

classe de vi tesse

Billes de 2 mm à 2,3 mm. On observe deux pics dans le spectre des vitesses de chute. Ces maximums correspondent aux billes tombant de deux hauteurs différentes.

quantities of drops (glass balls) quantities of drops (glass balls) valuationvaluationNumber of balls deducts from their weight and number of balls Number of balls deducts from their weight and number of balls counted by Thiescounted by Thies

Prior, the average weight of a balls is estimated. We divide the Prior, the average weight of a balls is estimated. We divide the mass of balls got back by the middle weight of a ball. For mass of balls got back by the middle weight of a ball. For optimise the accuracy, the experiment is starteg again several optimise the accuracy, the experiment is starteg again several times.times.

pourcentage d'erreur entre le nombre de billes déduit de la pesée et la mesure Thies

0

0,05

0,1

0,15

0,2

0,25

0,3

0,35

0,4

0,45

0,5

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5

diamètre en mm

dif

fére

nc

e e

n %

pourcentage d'erreur

nombre de billes observées par rapport au nombre de billes pesées

y = 0,8809x

R2 = 0,9995

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000

nb billes pesées

nb

bil

les T

HIE

S

nb billes mesurées Thies

Linéaire (nb billes mesurées Thies)

ConclusionConclusion

We observe a measurement We observe a measurement dispersion between identical sensorsdispersion between identical sensors

A sensor considered as a reference A sensor considered as a reference is not realy completed is not realy completed

The difficulty will be in the future to be able of estimating these The difficulty will be in the future to be able of estimating these sensors types. With the growth of complexity and data provided by sensors types. With the growth of complexity and data provided by such instrument, it will be more and more difficult to check them in such instrument, it will be more and more difficult to check them in the future.the future.