Измерители скорости и направления течений Вектор-2

Назначение

Измерители скорости и направления течений «Вектор-2» (далее - измерители) предназначены для измерений скорости и направления течений относительно магнитного меридиана, измерений гидростатического давления и температуры воды.

Описание

Принцип действия измерителя основан на преобразованиях угловой скорости вращения датчика скорости течений и углов положений магнитного компаса и флюгера в количество импульсов, пропорциональное ортогональным составляющим скорости течения. По полученным значениям проекций вектора скорости вычисляются значения скорости и направления течений.

В состав измерителя входят следующие измерительные каналы (ИК):

- ИК скорости течений, представляющий собой ротор Савониуса с индуктивным преобразователем угловой скорости вращения в пропорциональное число импульсов;

- ИК направления течений, состоящий из флюгера с индуктивным преобразователем угол - код и магнитного компаса с емкостным преобразователем угол-код;

- ИК гидростатического давления с датчиком тензометрического типа «Сапфир-22» Д-2,5 (или Д-16), служащий для определения глубины погружения измерителя;

- ИК температуры с датчиком - платиновым термометром сопротивления для компенсации влияния температуры на датчик гидростатического давления.

Компенсация искажений скорости течения, возникающих при наклоне ротора Саво-ниуса под действием потока, осуществляется датчиком угла отклонения измерителя от вертикали типа акселерометр, выполненного на базе интегральной микросхемы.

Результаты измерений ИК периодически записываются в энергонезависимую память объемом 2 Мбит. Считывание данных из памяти осуществляется после подъема измерителя на поверхность через внешний герметичный разъём непосредственно в персональный компьютер.

Электронная схема измерителя построена на базе двух микропроцессоров (PIC 14000 и PIC 16F84), обеспечивающих предварительную обработку данных, введение поправок на влияющие факторы внешней среды, формирование стандартного обмена данными с персональным компьютером через последовательный порт по интерфейсу RS-232.

Конструктивно измеритель состоит из герметичного цилиндрического корпуса, внутри которого размещены электронная схема на двух печатных платах, магнитный компас, датчик угла отклонения от вертикали и батарейный блок питания из литиевых элементов. На нижней крышке корпуса расположены датчик гидростатического давления и индуктивный преобразователь флюгера угол-код.

Два внешних нижних отсека измерителя занимают флюгер и ротор Савониуса. Внутри полой опоры отсека размещен датчик температуры.

На верхней крышке корпуса установлен герметичный разъём для подключения кабеля компьютера и рым-болт, служащий для подвески измерителя на кронштейне, а также являющийся крепежным элементом, удерживающим внутренний каркас измерителя внутри защитного корпуса.

Измеритель имеет две модификации, отличающиеся диапазоном измерений гидростатического давления:

- модификация АИВМ.416222.001 (диапазон от 0 до 2,5 МПа);

- модификация АИВМ.416222.001-01 (диапазон от 0 до 15 МПа).

Фотография общего вида измерителя (в корпусе и без корпуса) и места пломбирования приведены на рисунке 1.

Рисунок 1 - Общий вид измерителя скорости и направления течений «Вектор-2» (в корпусе и без корпуса) и места пломбирования

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) измерителя АИВМ.00016-01 включает:

- ПО «Программа приема данных в рабочем режиме» «Vektor2.Work1.exe».

- ПО «Программа чтения данных из памяти» «Vektor2.memory.exe».

- ПО «Программа процессорного блока», встроенная в микропроцессоры PIC 14000 и PIC 16F84, обеспечивающая функционирование измерителя в автономном режиме АИВМ.00015-01.

Идентификационные данные ПО приведены в таблице 1.

Таблица 1

Метрологически значимая часть ПО и результаты измерений защищены с помощью пароля и специальных средств защиты от преднамеренных и непреднамеренных изменений.

Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.

Технические характеристики

Таблица 2

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносится методом лазерной гравировки на корпус измерителя и типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и формуляра.

Комплектность

Таблица 3

Поверка

осуществляется в соответствии с документом МП 254-0020-2012 «Измеритель скорости и направления течений «Вектор-2». Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» в июле 2012 г.

Основные средства поверки:

- рабочий эталон скорости водного потока - прямолинейный градуировочный бассейн ГГИ, относительная погрешность измерений в диапазоне от 0.02 до 5.00 м/с не более ± 0,3 %;

- буссоль типа ОБК или БШ-1, диапазон измерений от 0 до 360 град, пределы допускаемой погрешности ± 1 град;

- манометр грузопоршневой МП-60, кл. точности 0.05 по ГОСТ 8291-83;

- манометр грузопоршневой МП-600, кл. точности 0.05 по ГОСТ 8291-83;

- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 3-го разряда по ГОСТ 8.558-93.

Сведения о методах измерений

приведены в документе АИВМ.416222.001 РЭ «Измеритель скорости и направления течений «Вектор-2». Руководство по эксплуатации».

Нормативные документы

1 ГОСТ 8.486-83 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости водного потока в диапазоне 0,005.. .25 м/с.

2 ГОСТ 8.017-79 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.

3 ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

4 «Измеритель скорости и направления течений «Вектор-2». Технические условия» АИВМ.416222.001 ТУ.

Рекомендации к применению

осуществление деятельности в области гидрометеорологии.