Назначение
Абсолютные радиометры водяного пара (далее - РВП) предназначены для измерений яркостной температуры атмосферы (ЯТ) на частотах 20,7 ГГц и 31,4 ГГц.
Описание
РВП состоит из двухканального СВЧ радиометра (далее - радиометр), ПЭВМ, специализированного программного обеспечения (далее - ПО) и дополнительного оборудования.
Радиометр состоит из двух рупорно-линзовых антенн, радиометрических блоков, модулей управления и электропитания и опорно-поворотного устройства.
Конструктивно составные части радиометра располагаются в термостатированном контейнере. На основании корпуса контейнера размещена стойка крепления радиометрических блоков и блока питания. Боковые панели контейнера и основание выполнены из полиамида. На передней панели расположены узлы крепления рупорнолинзовых антенн. От воздействия атмосферных осадков ТК защищён кожухом, выполненным из нержавеющей стали. Внешний вид термостатированного контейнера представлен на рисунке 1. На рисунке 2 приведен внешний вид контейнера со снятой боковой панелью.
Принцип действия РВП заключается в следующем. Тепловое излучение атмосферы, интенсивность которого пропорциональна яркостной температуре атмосферы, принимается рупорно-линзовыми антеннами и подается на входы радиометрических блоков. Радиометрические блоки имеют встроенные генераторы шума на основе волноводных термостатируемых нагрузок. Радиометрические блоки преобразуют входные сигналы от рупорно-линзовых антенн в сигналы промежуточных частот и обеспечивают и усиление и фильтрацию, а так же производят детектирование сигналов промежуточных частот, их аналого-цифровое преобразование и передачу данных по каналам связи в ПЭВМ. Результаты измерений обрабатываются и преобразуются в значения ЯТ атмосферы в ПВЭМ с использованием ПО.
По данным РВП может быть оперативно определена влажностная компонента задержки сигнала при прохождении через тропосферу.
Внешний вид радиометра, схема пломбирования от несанкционированного доступа и место нанесения знака утверждения типа приведены на рисунке 1.
Внешний вид термостатированного контейнера приведен на рисунке 2.
На рисунке 3 приведен внешний вид контейнера со снятой боковой панелью.
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) РВП, устанавливаемое на входящую в комплект поставки ПЭВМ, функционирует в операционной системе семейства Windows и выполняет следующие функции:
- обеспечение алгоритма измерений и калибровочных процедур;
- представление и сохранение результатов измерений;
- обеспечение самотестирования;
- оценку и индикацию функционирования составных частей, входящих в радиометр. ПО состоит из исполнительного модуля WVR_TEST.exe, настроечных файлов
wvrxxHeader.ini, wvrxxTC.ini, set.ini и архивной папки «PFs.rar».
Метрологически значимым в ПО радиометров является файл «WVR_TEST.exe». Идентификационные данные метрологически значимого ПО РВП приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные метрологически значимого ПО РВП
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | WVR_TEST.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 4.0 и выше |
| Цифровой идентификатор ПО | |
| Алгоритм вычислений идентификатора ПО | |
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений осуществляется с помощью проверки контрольной суммы исполняемого кода и соответствует уровню «Высокий» по Р 50.2.077-2014.
Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочие частоты, ГГц: - канал А - канал В | 20,70 ± 0,25 31,40 ± 0,25 |
| Диапазон измерений ЯТ по каналам А и Б, К | от 6 до 313 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ЯТ по каналам А и Б, К | ± 2,5 |
| Чувствительность по ЯТ при эффективном времени осреднения данных 1 с по каналам А и Б, К, не более | 0,1 |
| Ширина диаграммы направленности рупорно-линзовой антенны по уровню минус 3 дБ, не более: - канал А - канал В | 7° 7° |
| Уровень боковых лепестков диаграммы направленности рупорно-линзовой антенны относительно главного лепестка, дБ, не более - канал А - канал В | минус 30; минус 30 |
| Время установления рабочего режима, ч, не более | 6 |
| Напряжение электропитания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В | 220 ± 22 |
| Масса контейнера термостатируемого, кг, не более | 90 |
| Г абаритные размеры контейнера термостатируемого (длина х ширина х высота), мм, не более | 915x530x590 |
| Рабочие условия применения радиометра - температура окружающего воздуха, оС - атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) - относительная влажность при 25 оС, % | от минус 40 до 40 от 70 до 106,7 (от 525 до 800) до 98 |
| Рабочие условия применения ПЭВМ - температура окружающего воздуха, С - атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) - относительная влажность при 25 оС, % | от 15 до 30 от 84 до 106 (от 630 до 795) от 30 до 80 |
Знак утверждения типа
наносится методом офсетной печати на маркировочный ярлык, расположенный на боковой стенке кожуха, и типографским способом на титульный лист документа «Абсолютный радиометр водяного пара. Формуляр. ИЕЛГ.416100.001 ФО».
Комплектность
Комплект поставки РВП приведён в таблице 3.
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Абсолютный радиометр водяного пара в составе: Двухканальный СВЧ радиометр в составе: _ рупорно-линзовая антенна _ рупорно-линзовая антенна _ радиометрический блок _ радиометрический блок - комплект модулей управления и питания Комплект измерителей температуры ПЭВМ Программные средства на CD Комплект средств метрологического обеспечения Комплект кабелей соединительных | ИЕГЛ.416100.001 ИЕГЛ.416100.002 МРГТ.468578.150 МРГТ.468578.150 ИЕЛГ.464340.111 ИЕЛГ.464340.112 ИЕЛГ.416100.021 ИЕЛГ.468157.103 ИЕГЛ.000099 ИЕЛГ.416100.007 | 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 |
| Руководство по эксплуатации | ИЕГЛ.416100.001 РЭ | 1 |
| Формуляр | ИЕГЛ.416100.001 ФО | 1 |
| Методика поверки | ИЕГЛ.416100.001 МП | 1 |
Поверка осуществляется в соответствии с документом | ИЕГЛ.416100.001 МП | «Инструкция. |
Абсолютные радиометры водяного пара. Методика поверки», утвержденным первым заместителем генерального Директора - заместителем по научной работе ФГУП «ВНИИФТРИ»
04 сентября 2015 года.
Основные средства поверки:
- установка КП-1 - компактный полигон-радиоколлиматор для передачи размера единицы коэффициента усиления из состава государственного эталона единицы коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см УВТ 96-А-2000, регистрационный № 3.1.ZZT.0015.2012, диапазон частот от 17,4 до 118 ГГц, диаметр рабочей зоны ~ 80 см;
- опорно-поворотное устройство КПА-5 из состава государственного эталона единицы коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см УВТ 96-А-2000, регистрационный № 3.1.ZZT.0015.2012, диапазон угла поворота: по азимуту от минус 180° до 180°, по углу места от 0 до 90°, цена деления 0,1;
- генератор сигналов Е8257D, регистрационный № 36419-07, диапазон частот от 250 кГц до 40 ГГц, пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты
_7
± 2-10 , уровень выходной мощности от минус 29 до 9 дБ (1 мВт);
- аттенюатор Д-35 А, регистрационный № 4009-73, диапазон частот от 17,44 до 25,86 ГГц, начальное ослабление 0,5 дБ, пределы измерений ослабления от 0 до 70 дБ, погрешность 0,41 дБ;
- аттенюатор Д-36А, регистрационный № 4009-73, диапазон частот от 25,85 до 37,50 ГГц, начальное ослабление 1,0 дБ, пределы измерений ослабления от 0 до 70 дБ, погрешность 0 ,90 дБ до 60 дБ и 1,41 до 70 дБ;
- ваттметр поглощаемой мощности М3-91, регистрационный № 11478-88, диапазон
7 2
частот от 17,44 до 25,86 ГГц, диапазон измеряемых мощностей от 1-10" до 10 Вт, пределы допускаемой основной погрешности измерений ± 6 %;
- ваттметр поглощаемой мощности М3-92, регистрационный № 11479-88, диапазон
7 2
частот от 25,86 до 37,50 ГГц, диапазон измеряемых мощностей от 1-10" до 10 Вт, пределы допускаемой основной погрешности измерений ± 6 %;
- измеритель температуры многоканальный прецизионны МИТ8.10, регистрационный № 19736-11, диапазон измерений температуры от минус 200 до 962 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ± (0,008 + 10-54), где t - значение измеренной температуры в °С;
- охлаждаемый широкоапертурный источник шумового излучения ПНШИ200, регистрационный № 3.1.ZZT.0015.2012, калиброванный при температуре жидкого азота на частотах 20,7 и 31,4 ГГц, б/н;
- рупорная антенна РА1, регистрационный № 3.1.ZZT.0015.2012. Коэффициент усиления на частоте 20,7 ГГц равен 29,6 дБ. Предельная допустимая абсолютная погрешность определения коэффициента усиления ± 0,5 дБ, б/н;
- рупорная антенна РА2, регистрационный № 3.1.ZZT.0015.2012. Коэффициент усиления на частоте 31,4 ГГц равен 31,3 дБ. Предельная допустимая абсолютная погрешность определения коэффициента усиления ± 0,5 дБ.
Сведения о методах измерений
Абсолютный радиометр водяного пара. Руководство по эксплуатации. ИЕЛГ.416100.001 РЭ.
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к абсолютномым радиометрам водяного пара
МИ 2605-2000. Поверочная схема для средств измерений плотности энергетической яркости и яркостной температуры в микроволновой области спектра (18,1^118,3) ГГц.
62257-15: Описание типа СИСкачать222.1 Кб
