Назначение
Гидрометеостанции корабельные «Характер-К» (далее в тексте - изделия ГМСК), предназначены для получений на кораблях измерительной информации о значениях метеорологических и гидрологических параметров окружающей среды: скорости и направлении кажущегося ветра, скорости и направлении истинного ветра, атмосферном давлении, температуре и относительной влажности воздуха, высоте нижней границы облачности, метеорологической дальности видимости, избыточном гидростатическом давлении, температуре морской воды, относительной электрической проводимости воды, а также о температуре и относительной влажности воздуха в закрытых помещениях корабля. Изделия ГМСК с помощью собственных аппаратных и программных средств обеспечивает измерение, отображение, регистрацию и передачу полученной информации внешним потребителям.
Область применения - научные исследования в области гидрометеорологии, метеорологическое обеспечение и мониторинг состояния окружающей природной среды в зонах расположения коммуникаций сферы обороны, безопасности и промышленности.
Описание
Принцип действия изделия ГМСК заключается в преобразовании значений измеряемых гидрометеорологических параметров в цифровые электрические сигналы и передаче их по кабельным линиям связи в процессорный блок. Процессорный блок осуществляет прием, преобразование и предварительную обработку упомянутых сигналов с целью дальнейшей передачи их цифрового эквивалента на выносные индикаторные табло, в блок сопряжения с корабельными системами и прибор управления и индикации. Датчики подключаются к процессорному блоку кабелями, имеющими с обеих сторон разъёмные соединители.
Измерение значений гидрометеорологических параметров - скорости и направления кажущегося ветра, температуры и влажности воздуха, атмосферного давления, высоты нижней границы облаков и дальности оптической видимости осуществляется, соответственно, датчиками изделия ДСНВ-2, ДТВВ-1, ДАД-1. ДВГО-1 и ДМДВ-1. Датчики ДСНВ-2 и ДТВВ-1 устанавливаются снаружи на надстройках по левому и правому бортам корабля, они преобразуют измеряемые параметры в изменяющиеся то-
2 ковые электрические сигналы (il...i4), поступающие на вход процессорного блока БПР-1. Датчики ДАД-1, ДВГО-1 и ДМДВ-1, устанавливаемые на верхней палубе, формируют сигналы в цифровом коде, которые по линиям интерфейса RS-485 поступают на процессорный блок БПР-1. Процессорный блок принимает текущую информацию от датчиков, обрабатывает её в виде цифрового кода и выдает на выносные табло ТВ-1 по линии интерфейса RS-485 для визуального отображения текущих гидрометеорологических параметров. Одно табло ТВ-1 расположено для контроля в помещении оператора, остальные - в других помещениях корабля.
Процессорный блок взаимодействует с прибором управления и индикации ПУИ-1, на котором установлено программное обеспечение «Гидрометеопост», входящее в программный комплекс «ХАРАКТЕР-2002.02-02», и с блоком сопряжения БСКС-1. По интерфейсу RS-485 организован обмен информацией между блоками БПР-1 и БСКС-1. Процессорный блок принимает от блока БСКС-1 информацию навигационных систем корабля о курсе и скорости хода корабля, используемую для выполнения расчета параметров истинного ветра. В свою очередь, БПР-1 по интерфейсу RS-232 выдает на БСКС-1 текущие значения гидрометеорологических параметров.
Программное обеспечение «Гидрометеопост»» формирует и отображает оператору на экране монитора прибора ПУИ-1 информационное окно аппаратуры ГМСК. В ячейках информационного окна в цифровом виде отображаются навигационные и гидрометеорологические параметры. Направление ветра отображается графически в виде секторов окружности. Работоспособность аппаратуры ГМСК оценивается программой без участия оператора. Результат оценки технического состояния аппаратуры ГМСК отображается в информационном окне цветом индикатора «Состояние».
Измерение температуры и относительной влажности воздуха в закрытых помещениях корабля производится аппаратурой «Пост Дозор», входящей в состав аппаратуры ГМСК.
Датчики ДТВВ-2 аппаратуры «Пост Дозор» преобразуют температуру и влажность в пропорциональные токовые электрические сигналы (П-П5), которые передаются по кабельным линиям связи на контроллеры БК-1 и далее в цифровом виде по интерфейсу RS-485 в прибор управления и индикации ПУИ-2. Прибор ПУИ-2 в соответствии с установленным программным обеспечением «Пост Дозор», входящим в программный комплекс «ХАРАКТЕР-2002.03», обрабатывает поступающие сигналы и отображает на экране монитора оператора названия помещений и измеренные в них параметры в виде таблицы. Стойка регистратора с установленным в ней принтером формата А4 предназначена для документирования на бумажном носителе измеряемых в закрытых помещениях параметров.
Соединение всех блоков изделия на объекте между собой осуществляется кабелями объекта.
Технические характеристики
Таблица 1
| Наименование измеряемого параметра или характеристики | Значение параметра (характеристики) |
| 1 Скорость кажущегося ветра (W) диапазон измерений, м/с пределы допускаемой погрешности измерений, м/с | от 1 до 50 ± (0,5+0,05-W) |
| 2 Направление кажущегося ветра диапазон измерений, град пределы допускаемой погрешности измерений, град (при W более 5м/с) | от 0 до 360 ±6 |
| 3 Скорость истинного ветра (U) диапазон измерений, м/с пределы допускаемой погрешности измерений, м/с | от 1 до 50 ± (0,5+0,07-U) |
| 4 Направление истинного ветра диапазон измерений, град пределы допускаемой погрешности, град, (при U более 5м/с) | от 0 до 360 ±7 |
| 5 Атмосферное давление диапазон измерений, гПа пределы допускаемой погрешности измерений, гПа | от 880 до 1050 ±0,5 |
| 6 Температура воздуха диапазон измерений, °C пределы допускаемой погрешности измерений, °C | от минус 40 до 50 ±0.5 |
| 7 Относительная влажность воздуха при температуре от минус 20 до 50 °C диапазон измерений, % пределы допускаемой погрешности измерений, % | от 30 до 100 ±8 |
| 8 Высота нижней границы облачности (Н) диапазон измерений, м пределы допускаемой погрешности измерений, м | от 15 до 5000 ±(15±О,О5-Н) |
| 9 Метеорологическая (оптической) дальность видимости (S) диапазон измерений, м пределы допускаемой погрешности измерений, м | от 10 до 5000 ±(10±0,2-S) |
| 10 Избыточное гидростатическое давление диапазон измерений, Мпа пределы допускаемой погрешности измерений, Мпа | от 0 до 20 ± 0,025 |
| 11 Температура морской воды диапазон измерений, °C пределы допускаемой погрешности измерений, °C | от минус 2 до 35 ±0,03 |
| 12 Относительная электрическая проводимость морской воды диапазон измерений, отн.ед. пределы допускаемой погрешности измерений, отн. ед. | от 0,1 до 1,6 ±0,0015 |
| 13 Период обновления информации, с | 5 |
| 14 Время осреднения параметров ветра, мин | 10 |
| 15 Время непрерывной работы, ч, не менее | 48 |
| 16 Напряжение питания от источника переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В | 220 ± И |
| 17 Потребляемая электрическая мощность, кВА, не менее ( в зависимости от исполнения) | 0,2- 1,2 |
| 18 Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 500 |
| 19 Ресурс до первого ремонта , ч, не менее | 5000 |
| 20 Срок службы, лет, не менее | 5 |
Масса и габаритные размеры изделий ГМСК приведены в таблице 2. Таблица 2
| Наименование узла, блока | Номер группы исполнения по ГОСТ РВ 20.39 304-98 | Масса, кг, не более | Габаритные размеры, мм, не более |
| длина | ширина | высота |
| Блок процессорный БПР-1 | 2.1.1 | 24,5 | 478 | 540 | 252 |
| Табло выносное ТВ-1 | 2.1.1 | 7,5 | 250 | 5540 | 162 |
| Датчик скорости и направления ветра анемометрический комбинированный ДСНВ-2 | 2.1.3 | 7,5 | 160 | 430 | 820 |
| Датчик атмосферного давления ДАД-1 | 2.1.3 | 4 | 240 | 230 | 137 |
| Датчик температуры и относительной влажности воздуха ДТВВ-1 | 2.1.3 | 8 | 232 | 232 | 530 |
| Датчик температуры и относительной влажности воздуха ДТВВ-2 | 2.1.2 | 3,5 | 330 | 384 | 131 |
| Датчик высоты нижней границы облаков ДВГО-1 | 2.1.3 | 48 | 460 | 580 | 1435 |
| Датчик метеорологический (оптический) дальности видимости ДМДВ-1 | 2.1.3 | 8 | 690 | 425 | 305 |
| Контроллер БК-1 | 2.1.1 | 6 | 340 | 230 | 137 |
| Прибор управления и индикации ПУИ-2 | 2.1.2 | 9 | 103 | 344 | 434 |
| Зонд гидрологический ОЛД-1 | 2.1.5 | 12 | 120 | 750 |
Условия эксплуатации изделий ГМСК приведены в таблице 3
Таблица 3
| Наименование фактора | Группа климатического исполнения (см.таблицу 2) |
| 2.1.1 | 2.1.2 | 2.1.3 | 2.1.5 |
| Диапазон рабочей температуры окружающего воздуха, °C | от 0 до 40 | от 0 до 45 | от минус 40 до 55 | от минус 4 до 35 |
| Относительная влажность воздуха, %, не более | 98 (при температуре 35 °C) | 100 (при температуре 50 °C) | 100 (при температуре 35 °C) |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации, а также краской на лицевую панель процессорного блока.
Комплектность
В комплект поставки изделия ГМСК входят:
| Блок процессорный БПР-1 | 1 шт. |
| Табло выносное ТВ-1 Датчик скорости и направления ветра анемометрический | (1-10)*шт. |
| комбинированный ДСНВ-2 | (1-3)* шт. |
| Датчик атмосферного давления ДАД-1 | 1 шт. |
| Датчик температуры и относительной влажности воздуха ДТВВ-1 | (1-2)* шт. |
| Датчик температуры и относительной влажности воздуха ДТВВ-2 | (13-15)* шт. |
| Датчик высоты нижней границы облаков ДВГО-1 Датчик метеорологической (оптической) дальности видимости | 1 * шт. |
| ДМДВ-1 | 1 * шт. |
| Зонд гидрологический ОЛД-1 | 1 * шт. |
| Универсальный морской вычислительный комплекс УМВК-18 | 1 шт. |
| Программный комплекс «Характер-2002.02-ХХ» (на лазерном диске) 1 шт. |
| Программный комплекс «Характер-2002.03- | 1 шт. |
| Комплект эксплуатационной документации согласно ведомости | 1 шт. |
| Методика поверки ВТИГ.416531.001 МП | 1 шт. |
| Комплект одиночного ЗИП | 1 шт. |
| Примечание - составные части изделия ГМСК, отмеченные знаком «*», по- |
ставляются в соответствии с вариантом исполнения изделия.
Поверка
Поверка изделий ГМСК осуществляется в соответствии с документом «Гидрометеостанция «Характер-К». Методика поверки» ВТИГ.416531.001МП, утвержденным заместителем руководителя ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д.И. Менделеева» и согласованным начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в мае 2005 г.
Основные средства поверки:
- аэродинамический стенд АДС 700/100 из состава Государственного специального эталона (ГСЭ) единицы скорости воздушного потока ГЭТ 150-85 по ГОСТ 8.542-86 (диапазон воспроизведения скоростей воздушного потока от 0,1 до 100 м/с, СКО = 0,2 %, НСП = 0,2 %);
- стол координатный из состава ГСЭ единицы скорости воздушного потока (диапазон от 0 до 360°, пределы допускаемой погрешности измерений ± 0,5°);
- барометр БОП-1 с диапазоном измерений от 300 до 1090 гПа с пределами допускаемой основной погрешности ± 10 Па с устройством для создания и поддержания абсолютного давления в диапазоне от 600 до 1100 гПа 6Г2.832.031 ТУ;
- термометр сопротивления эталонный ЭТС-100 3-го разряда по ГОСТ 8.558-93 с диапазоном измерений от минус 100 до 100 °C;
- вольтметр универсальный цифровой В7-34 по Тг2.710.010 ТУ с пределами допускаемой основной погрешности измерений электрического сопротивления
± 0,025 %;
- камера тепла и влажности КТК-3000 с диапазоном задаваемых температур от минус 65 до 70 °C;
- калибратор влажности (солевой гигростат) типа НМК 11 фирмы «Vaisala Оу», задаваемые значения относительной влажности воздуха 11,2; 33,1; 75,54 97,6 % с пределами допускаемой приведенной погрешности ± 0,3 %;
- лента землемерная длиной (20 ± 0,003) м с пределом допускаемой абсолютной погрешности ± 1 мм по МИ2060-90;
- светодалыюмер лазерный импульсный ЛДИ-3-1 с пределом допускаемой абсолютной погрешности ± 0,2 м по ГОСТ 8.503-84;
- набор мер 15686 LP - комплект нейтральных светофильтров размерами не менее 130x182 мм со световыми коэффициентами направленного пропускания (СКНП): (25 ± 2) %, (50 ± 2) %, (90 ± 2) %, измеренными с погрешностью ± 0,2 %, - из состава Комплекса поверочного переносного КПП-5;
- манометр грузопоршневой МП-600 класса точности 0,02 по ГОСТ 8291-83;
- эталонный термометр 1-го разряда ПТС-10 по ГОСТ 8.558-93;
- термостат водяной прецизионный ТВП-6, диапазон задаваемых температур от минус 10 до 50 °C;
- электросолемер ГМ-65М по ТУ 25-1607.060-85.
Межповерочный интервал - 1 год (для зонда гидрологического ОЛД-1 - 6 месяцев.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39 304-98.
ГОСТ 8.542-86 ГСП Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока
ГОСТ 8.016-81 Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений плоского угла
ГОСТ 8.223-76 ГСП Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 270....400000 Па
ГОСТ 8.558-93 ГСП Государственная поверочная схема для средств измерений температуры
ГОСТ 8.547-86 Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений относительной влажности газов
ГОСТ 8.503-84 ГСП Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 24 -г 75000 м
МИ 2060-90 ГСП Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 1 • 10'6 -г 50 м и длин волн в диапазоне 0,2 ч- 50 мкм.
ГОСТ 8.557-91 ГСП Государственная поверочная схема для средств измерений спектральных, интегральных и редуцированных коэффициентов направленного пропускания в диапазоне длин волн 0,2 ч- 50 мкм, диффузного и зеркального отражений диапазоне длин волн 0,2 ч- 20 мкм.
Технические условия ВТИГ.416531.001 ТУ.
Заключение
Тип гидрометеостанций корабельных «Характер-К» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации согласно государственным поверочным схемам.
