Комплексы автоматизированные измерительные "автономная метеорологическая станция АМК-03"

Назначение

Комплексы автоматизированные измерительные «автономная метеорологическая станция АМК-03» (далее комплексы) предназначены для измерения метеорологических параметров воздушной среды: температуры, скорости и направления ветра, относительной влажности, атмосферного давления.

Описание

Принцип действия комплексов при измерении параметров воздушных потоков и температуры воздуха основан на измерении временных интервалов прохождения ультразвуковых сигналов между четырьмя парами пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых сигналов и вычислении по полученным значениям модуля и направления вектора групповой скорости воздушного потока, протекающего между преобразователями ультразвуковых сигналов, а также температуры воздуха.

Дополнительно в качестве первичного преобразователя температуры используется термопреобразователь сопротивления.

В качестве первичного преобразователя относительной влажности используется емкостной преобразователь относительной влажности в аналоговый электрический сигнал.

В качестве первичного преобразователя атмосферного давления используется пьезорезистивный преобразователь атмосферного давления в аналоговый электрический сигнал.

Комплексы поставляются в четырех модификациях: АМК-03, АМК-03П,. АМК-03/1, АМК-03 П/1. Каждая модификация характеризуется определенным составом и набором конструктивных и функциональных возможностей.

Сбор данных для вычисления параметров воздушных потоков в зависимости от исполнения осуществляется датчиком метеопараметров ДСВ-15 (для исполнения АМК-ОЗП и АМК-ОЗП/1) или термоанемометром ДСВ-16 (для исполнения АМК-03 и АМК-03/1).

Первичные преобразователи относительной влажности и атмосферного давления размещены, в зависимости от исполнения, внутри корпуса датчика метеопараметров ДСВ-15 (для исполнения АМК-ОЗП и АМК-ОЗП/1) или внутри корпуса датчика давления и влажности ДДВ-12 (для исполнения АМК-03 и АМК-03/1). Кроме того, внутри корпуса ДДВ-12 размещен дополнительный первичный преобразователь температуры (термопреобразователь сопротивления). Исполнения АМК-ОЗП и АМК-ОЗП/1 дополнительного термопреобразователя не имеют.

Термоанемометр ДСВ-16 состоит из корпуса и ультразвуковой системы. Ультразвуковая система выполнена в виде пары трубчатых колец из нержавеющей стали, ориентированных вертикально и ортогонально друг к другу. Кольца жестко прикреплены к верхней части корпуса электронного модуля. На самих кольцах закреплены восемь преобразователей ультразвуковых сигналов. Корпус выполнен в виде полого цилиндра, в котором расположен двухкоординатный акселерометр и электронные схемы преобразования сигналов.

Датчик метеопараметров ДСВ-15 выполнен аналогично термоанемометру ДСВ-16. Кроме того, в корпусе этого датчика расположены первичные преобразователи влажности воздуха и атмосферного давления.

Датчики ДСВ-15 и ДСВ-16 передают результаты измерений в формате RS-485 в пульт управления ПГТУ-25 или в блок питания БПН-52.

Датчик давления и влажности ДДВ-12 выполнен в виде прямоугольного корпуса, снабженного солнцедождезащитными колпаками, с расположенными в нем первичными преобразователями влажности воздуха, атмосферного давления и температуры, а также электронными схемами преобразования сигналов. Датчик ДДВ-12 подключается к разъему, расположенному на термоанемометре ДСВ-16.

В состав комплексов исполнения АМК-ОЗП, АМК-ОЗП/1 и АМК-03/1 входит пульт управления ППУ-25, преобразующий сигналы интерфейса RS-485 в сигналы интерфейса RS-232 и обрабатывающий результаты измерений, поступающие от датчиков без применения персональной ЭВМ.

Питание комплексов в зависимости от исполнения осуществляется от блока питания БПН-52, подключаемого к сети переменного тока напряжением 220 В, и (или) от источника постоянного тока напряжением от 10 до 30 В (таблица 1). Блок питания БПН-52 конструктивно выполнен в виде корпуса, в котором расположена схема формирования напряжения питания датчиков и схема преобразования сигналов интерфейса RS-485 в сигналы интерфейса RS-232.

Таблица 1 - Питание комплексов в зависимости от исполнения.

Персональная ЭВМ со специальным программным обеспечением (ПО), входящим в комплект поставки, может быть подключена к разъему «RS - 232», расположенному на пульте управления ППУ-25 или на блоке питания БПН-52.

Совместно с поставляемым ПО комплексы обеспечивают выполнение следующих функций:

- считывание в компьютер первичных данных измерений, выдаваемых комплексом в виде цифрового кода в стандарте RS-232, через последовательный порт COM (физический или виртуальный на USB-входе);

- автоматическое и непрерывное тестирование и диагностика технического состояния комплекса и канала связи с ней с выдачей соответствующей информации оператору;

- автоматическое и непрерывное вычисление значений метеорологических параметров (упругости (давления) водяного пара, дефицита влажности, температурs точки росы) с задаваемым временем усреднения из принимаемого от метеостанции цифрового кода;

- автоматическое сохранение (в задаваемые оператором сроки метеорологических наблюдений) результатов измерений на жесткий диск компьютера в виде файлов разных типов и форматов, а также в базу данных (при необходимости);

- автоматизация градуировки ультразвукового термоанемометра; вычисление значений градуировочных параметров, их запись в память пульта ППУ-25 (применяют для автономных вычислений и индикации метеорологических величин) и их контрольное считывание.

Для работы ПО необходимо, чтобы персональный компьютер (не входит в комплект поставки) удовлетворял следующим минимальным требованиям:

- процессор Intel Pentium 600 МГц (или аналог);

- наличие порта СОМ (или драйвера для создания его виртуального аналога для порта USB);

- оперативная память 512 Мб;

- наличие свободного места на жестком диске объемом 50 Мб;

- разрешение экрана 1024 x 768.

Программное обеспечение работает в следующих операционных системах: Windows’98, Windows’2000, Windows XP или другая более поздняя версия Windows.

1 - датчик метеорологических параметровДСВ-15;

2 - акустический термоанемометрДСВ-16;

3 - датчик давления, температуры и влажности ДДВ-12;

4 - блок питания БПН-52;

5 пульт управления ППУ-25.

Рисунок 1 - Внешний вид составных частей автономных метеорологических станций АМК-03

а) корпус акустического термоанемометра ДСВ-16      б) задняя панель пульта управления

(датчика метеорологических параметров ДСВ-15)                   ППУ-25

Рисунок 2 - Места для пломбирования (отмечено красным)

Программное обеспечение

Программное обеспечение комплексов представлено интегрированным ПО микропроцессорного модуля пульта управления ППУ-25 и автономным ПО, применяемым при работе комплексов с использованием персональной ЭВМ

Автономное ПО включает следующие компоненты:

- программа «Ультразвуковая метеостанция, версия 3.0 («МЕТЕО 3.0»)» (основное ПО);

- программа «Ультразвуковая метеостанция. База данных («МЕТЕО DB»)» (дополнительное ПО);

- программа «Ультразвуковая метеостанция. Анализ данных («МЕТЕО DP»)» (дополнительное ПО).

- шаблон базы данных (дополнительное ПО).

Программное обеспечение, используемое совместно с комплексами при подключении к персональному компьютеру. реализовано с выделением метрологически значимой части.

К метрологически значимой части программного обеспечения относятся следующие компоненты основного ПО:

«AMK_XXXXX.exe» - основной файл с исполняемым кодом, где «XXXXX» - заводской номер автономной метеорологической станцииАМК-03;

«Meteo.DLL» - файл, содержащий программные реализации математических формул, применяемых при вычислениях метеорологических параметров с использованием результатов измерений автономной метеорологической станции АМК-03;

«AMKport.DLL» - файл, содержащий программные реализации интерфейса связи через порты COM;

«AMK_XXXXX.SYS» - файл данных, содержащий градуировочные параметры, индивидуальные для каждой автономной метеорологической станции АМК-03, где «XXXXX» - ее заводской номер.

Идентификационные данные метрологически значимой части автономного программного обеспечения комплексов приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Идентификационные данные метрологически значимой части программного обеспечения

Влияние программного обеспечения не приводит к выходу метрологических характеристик за пределы допускаемых значений.

Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений согласно МИ 3286-2010 - А для интегрированного ПО пульта управления ППУ-25 при работе без внешнего ПО, «С» для автономного ПО, используемого при работе комплексов с применением персональной ЭВМ.

Технические характеристики

Электропитание изделий осуществляется:

Потребляемая мощность изделий при питании от сети переменного тока составляет:

станция АМК-03». Руководство по эксплуатации». АМЯ2.702.089 РЭ;

«Комплексы автоматизированные измерительные «автономная метеорологическая станция АМК-03». Паспорт». АМЯ2.702.089 ПС.

Комплектность

Комплекты поставки комплексов в зависимости от исполнения приведёны в таблице 3.

Таблица 3 - Комплект поставки автономных метеорологических станций в зависимости от исполнения.

Поверка

осуществляется по документу АМЯ 2.702.089 Д1 «Комплексы автоматизированные измерительные «автономная метеорологическая станция АМК-03. Методика поверки», утвержденному ФГУП «СНИИМ» 25.02.2013 г.

Основные средства поверки:

термометр сопротивления платиновый эталонный, мод. ПТСВ-2;

измерители-регуляторы температуры многоканальные прецизионные МИТ8.10;

микроманометр Н-1000;

термогигрометр ИВА- 6Б с датчиком ДВ2ТСМ-2Т-2П-В;

барометр образцовый переносной БОП-1М-1;

угломер типа 2-2 по ГОСТ 5378;

мера концевая 2-150 по ГОСТ 9038;

камера холода и тепла КХТ-0,4-004;

камера тепла и влаги КТК-800;

термобарокамера КХТБ-0,16-003;

аэродинамическая труба типа Т-324;

камера высокого давления КБИ-0,025.

Сведения о методах измерений

Методы измерений приведены в документе: «Комплексы автоматизированные измерительные «автономная метеорологическая станция АМК-03. Руководство по эксплуатации». АМЯ2.702.089 РЭ.

Нормативные документы

1 ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

2 АМЯ2.702.089ТУ. «Комплексы автоматизированные измерительные «автономная метеорологическая станция АМК-03». Технические условия».

Рекомендации к применению

Сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения, которые выполняются при:

- осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды;

- осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях;

- осуществлении деятельности в области гидрометеорологии.