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
| Наименование ПО | Идентификационное наименование ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Наименование программы вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Программа приема данных в рабочем режиме | Vektor2.W ork1.exe. | A571D0E1 | CRC32 |
| Программа чтения данных из памяти | Vektor2.memory.exe | C6F8B1A7 | CRC32 |
| Программа процессорного блока | АИВМ.00015-01 | _ | _ |
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
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| 1 Диапазон измерений скорости течений VU3M, см/с | от 1 до 150 |
| 2 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости течений, см/с | ± (1 + 0,05 V ) |
| 3 Диапазон измерений направления течений, угловой градус | от 0 до 360 |
| 4 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления течений, угловой градус | ± 10 |
| 5 Диапазон измерений гидростатического давления, МПа: - модификация АИВМ.416222.001 - модификация АИВМ.416222.001-01 | от 0 до 2,5 от 0 до 15 |
| 6 Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений гидростатического давления, % | ± 0,5 |
| 7 Диапазон измерений температуры, °С | от минус 2 до 25 |
| 8 Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры, °С | ± 0,1 |
| 9 Напряжение питания, В | 7,2 |
| 10 Потребляемая мощность, мВт | 60 |
| 11 Габаритные размеры (диаметрхвысота), не более, мм: | 95х650 |
| 12 Масса, не более, кг | 4,0 |
| 13 Условия эксплуатации: - температура воды, °С - предельное гидростатическое давление, МПа: модификация АИВМ.416222.001 модификация АИВМ.416222.001-01 | от минус 2 до 25 3,0 17,0 |
| 14 Средняя наработка на отказ, ч | 15000 |
| 15 Средний срок службы, лет | 10 |
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
| Наименование составной части | Количество на модификацию |
| АИВМ.416222.001 | АИВМ.416222.001-01 |
| Измеритель скорости и направления течений «Вектор-2» | 1 | 1 |
| Комплект запасных частей АИВМ.416943.001 | 1 | 1 |
| Переходник СотРоЛ - USB-Port АИВМ.467119.003 | 1 | 1 |
| Формуляр АИВМ.416222.001ФО | 1 | 1 |
| Руководство по эксплуатации АИВМ.416222.001РЭ | 1 | 1 |
| Программное обеспечение АИВМ.00016-01 (на компакт-диске) | 1 | 1 |
| Методика поверки МП 254-0020-2012 | 1 | 1 |
| Упаковка АИВМ.416945.001 | 1 | 1 |
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.
