Профилемеры метеорологические температурные МТР-5

Назначение

Профилемеры метеорологические температурные МТР-5 предназначены для дистанционного измерения термодинамической температуры атмосферы в зависимости от высоты (профиля термодинамической температуры атмосферы).

Описание

Принцип действия профилемера метеорологического температурного МТР-5 основан на преобразовании теплового излучения атмосферы в пропорциональное значение напряжения постоянного тока.

Профилемер метеорологический температурный МТР-5 выполняет термическое зондирование пограничного слоя атмосферы. Термическое зондирование пограничного слоя осуществляется приемом собственного теплового радиоизлучения атмосферы на различных зенитных углах в максимуме полосы поглощения кислорода на частоте 56,6 ГГц.

Профилемер метеорологический температурный МТР-5 состоит из измерительного блока, датчика внешней температуры с метеозащитой, блока питания и основания для установки прибора.

В состав измерительного блока входят: микроволновый приемник теплового излучения атмосферы, антенная система, метеозащита с радиопрозрачным окном.

В состав антенной системы входит рупорная антенна, сканирующее устройство с шаговым двигателем, зеркало-рефлектор, магнито-электрические датчики положения рефлектора.

Прием теплового излучения атмосферы с разных зенитных направлений, в диапазоне от 0 до 90о, производится путем механического вращения зеркала-рефлектора, установленного на одной геометрической оси с неподвижной рупорной антенной. Излучение атмосферы, интенсивность которого пропорциональна радиояркостной температуре, для каждого зенитного направления последовательно подается на вход приемника, где преобразуется в пропорциональное значение напряжения постоянного тока. Усиленные и продетектированные сигналы подаются на вход платы микропроцессора, связанной с персональной ЭВМ. Измеренные сигналы по специальной программе преобразуются в профиль термодинамической температуры атмосферы.

1 — блок измерительный, 2 — установочная платформа (основание),

3 — датчик внешней температуры с метеозащитой,

4 — комплект соединительных кабелей, 5 — блок питания.

Рисунок 1 - Общий вид профилемера метеорологического температурного МТР-5

Программное обеспечение

Программное обеспечение выполняет функции:

- обеспечения алгоритма измерений и калибровочных процедур;

- сохранения результатов измерений;

- контроль показаний датчиков измерительной системы и обеспечение технологии самотестирования.

Программное обеспечение работает под управлением операционной системы Windows, которая доступна пользователю.

Идентификационные данные программного обеспечения

Уровень защиты метрологически значимого программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений в соответствии с МИ 3286-2010 - А.

Технические характеристики

Диапазон измерений термодинамической

температуры атмосферы, °С                                       от минус 50 до плюс 50

Предел погрешности результата измерений термодинамической

температуры атмосферы при доверительной вероятности Р=0,95, °С

Диапазон высот измерений профиля термодинамической

температуры атмосферы от уровня установки, м                               от 0 до 1000

Дискретность представления профиля термодинамической температуры атмосферы, м, не более:

- в диапазоне высот от 0 до 100 м

- в диапазоне высот от 100 до 1000 м

Предел погрешности определения высоты измеряемых слоев атмосферы при доверительной вероятности Р=0,95, %

Предел погрешности измерения термодинамической температуры атмосферы датчиком внешней температуры с метеозащитой при доверительной вероятности Р=0,95, °С

Диапазон измерения радиояркостной температуры, К                         от 224 до 324

Нелинейность градуировочной характеристики, %, не более

Чувствительность приемника при т=1 с, К, не более

Относительная нестабильность коэффициента передачи микроволнового приемника теплового излучения атмосферы в рабочих условиях эксплуатации за 18 часов, %

Центральная частота микроволнового приемника теплового излучения атмосферы, ГГц                                           56,6 ± 0,1

Ширина амплитудно-частотной характеристики микроволнового приемника теплового излучения атмосферы по уровню минус 10 дБ, ГГц

Ширина диаграммы направленности антенной системы по уровню минус 3 дБ, град, не более

Длительность однократного цикла измерений профиля термодинамической температуры атмосферы, мин, не менее

Время установления рабочего режима, мин, не более

Габаритные размеры измерительного блока:

- длина, мм, не более

- диаметр, мм, не более

лист № 3

всего листов 4

Масса измерительного блока, кг, не более

Рабочие условия применения:

- температура окружающего воздуха, °С                   от минус 40 до плюс 40

- относительная влажность воздуха при 25 °С, %, не более

- атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.)                от 84 до 106,7 (от 630 до 800)

Средняя наработка на отказ рабочих условиях применения, ч, не менее

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа средства измерений наносится на заднюю панель блока измерительного методом термопечати и на первом листе «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Руководство по эксплуатации» АТМР 416311.001 РЭ типографским способом.

Комплектность

Поверка

осуществляется по «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Методика поверки» АТМР 416311.001 МП, утвержденной руководителем ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИФТРИ» 11 ноября 2011 года.

Основные средства поверки

УВТ 95-А-2000. Установка высшей точности для воспроизведения, хранения и передачи размера единицы спектральной плотности энергетической яркости и единицы ярко стной температуры в микроволновой области спектра 18,1 - 118,3 ГГц. Диапазон воспроизведения яркостной температуры низкотемпературными широкоапертурными излучателями от 195 до 300 К, нестабильность уровня РЯТ за 5 часов <0,1 К, погрешность передачи размера единицы яркостной температуры от 0,5 до 2,5 К.

УВТ 96-А-2000. Установка высшей точности для воспроизведения и передачи размеров единиц коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см в диапазоне частот от 54 до 118 ГГц. Систематическая погрешность < 0,12 дБ, среднеквадратичное отклонение < 0,08 дБ.

Измеритель-регулятор температур многоканальный прецизионный МИТ 8.10 (МИТ 8.16). Диапазон измеряемых температур от минус 200 до плюс 250 °С, погрешность измерения температуры < 0,08 К.

Измеритель КСВН Р2-69. Диапазон частот: 53,57-78,33 ГГц, пределы измерения: КСВН от 1,1 до 5,0; ослабления от минус 30 до 0 дБ.

Ваттметр поглощаемой мощности М3-75. Диапазон частот от 37,5 до 178,4 ГГц, диапазон измерения мощности от 3 • 10-7 до 10-2 Вт.

Аттенюатор поляризационный Д3-38. Диапазон частоты от 53,57 до 78,33 ГГц; начальное ослабление не более 1,5 дБ; пределы измерения ослабления от 0до 70 дБ; погрешность не более ±2 %.

Радиозонд аэрологический малогабаритный АК 2. Диапазон измерения температур от минус 90 до + 50 °С. Пределы допускаемой относительной погрешности измерения температуры ± 1,8 °С

Климатическая камера с диапазоном температур от минус 40 °С до плюс 40 °С.

Сведения о методах измерений

«Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Руководство по эксплуатации» АТМР 416311.001 РЭ. Раздел 2 «Принципы измерения».

Нормативные документы

профилемерам метеорологическим температурным МТР-5

МИ 2605-2000 Поверочная схема для средств измерений плотности энергетической яркости и яркостной температуры в микроволновой области спектра (18,1^118,3) ГГц.

Рекомендации к применению

Осуществление деятельности в области охраны окружающей среды.

Осуществление деятельности в области гидрометеорологии.