Назначение
Комплексы метеорологические дорожные автоматизированные МКС-Д2 (далее -комплексы МКС-Д2) предназначены для автоматических измерений метеорологических параметров: атмосферного давления, температуры воздуха, относительной влажности воздуха, температуры дорожного полотна, температуры грунта, температуры точки замерзания, толщины слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна, метеорологической оптической дальности (МОД), скорости и направления воздушного потока, количества и интенсивности атмосферных осадков
Описание
Принцип действия комплексов МКС-Д2 основан на измерении метеорологических параметров первичными измерительными преобразователями с последующим преобразованием в цифровой код и выдачей результатов измерений на устройствах отображения.
Принцип действия первичных измерительных преобразователей:
- при измерении температуры воздуха основан на зависимости электрического сопротивления платины от температуры окружающей среды;
- при измерении температуры дорожного полотна бесконтактным способом основан на измерении интенсивности потока инфракрасного излучения, поступающего от дорожного полотна в зависимости от его температуры;
- при измерении температуры дорожного полотна контактным способом основан на зависимости электрического сопротивления платины от температуры окружающей среды.
- при измерении относительной влажности воздуха основан на изменении емкости полимерного конденсатора в зависимости от относительной влажности воздуха;
- при измерении атмосферного давления основан на изменении емкости конденсатора в зависимости от изменения атмосферного давления;
- при измерении скорости воздушного потока основан на преобразовании скорости воздушного потока во вращательное движение вала и измерении параметров его вращения (механический преобразователь);
- при измерении скорости и направления воздушного потока основан на измерении времени прохождения ультразвукового сигнала между чувствительными элементами ультразвукового преобразователя (ультразвуковой преобразователь);
- при измерении толщины слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна бесконтактным способом основан на зависимости интенсивности инфракрасного излучения от толщины слоя веществ на поверхности дорожного полотна;
- при измерении толщины слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна контактным способом основан на оптическом измерении толщины пленки вещества над измерительным преобразователем;
- при измерении МОД основан на измерении интенсивности рассеянного в атмосфере излучения. Интенсивность рассеянного излучения обратно пропорциональна МОД;
- при измерении количества атмосферных осадков основан на применении прямого пьезоэлектрического эффекта (ультразвуковой преобразователь), на взвешивании собранных осадков устройством взвешивания (весовой преобразователь), на регистрации количества электрических импульсов в зависимости от опрокидываний челночного механизма (челночный преобразователь);
- при измерении интенсивности атмосферных осадков основан на преобразовании отраженного от атмосферных осадков сигнала в количество и интенсивность атмосферных осадков (ультразвуковой преобразователь), на частоте опрокидывания челночного механизма (челночный преобразователь), расчете массы выпавших осадков за время (весовой преобразователь);
- при измерении температуры грунта основан на зависимости электрического сопротивления платины от температуры грунта, в которую установлен датчик.
- при измерении температуры точки замерзания основан на цикличном нагреве и охлаждении при помощи элементов Пельтье по алгоритмам производителя.
Конструктивно комплексы МКС-Д2 выполнены по модульному принципу и включают в себя модуль центрального устройства и измерительные каналы.
В модуле центрального устройства имеются блок регистрации и обработки измерительной информации (контроллер), средства связи, средства электрической защиты.
С помощью линий связи к модулю центрального устройства подключаются измерительные каналы с первичными измерительными преобразователями.
Комплексы МКС-Д2 выпускаются с различным количеством первичных преобразователей. Количество и состав первичных преобразователей конкретного комплекса МКС-Д2 указывается в его формуляре. Максимально возможное количество первичных преобразователей составляет 35 шт.
Заводской номер, состоящий из арабских цифр и латинских букв, где первые четыре цифры - год производства, дефис, идентификатор партии латинскими буквами, дефис, порядковый номер в партии арабскими цифрами, наносится на корпус центрального устройства в виде шильдика. Нанесение знака поверки на комплексы МКС-Д2 не предусмотрено.
Пломбирование комплексов МКС-Д2 не предусмотрено, для защиты от несанкционированного доступа имеются замки, расположение замков представлено на рисунке 1.
Общий вид комплексов МКС-Д2 приведен на рисунке 2.
1 - Замки на корпусе модуля центрального устройства
2 - Место нанесения заводского номера и знака утверждения типа СИ Рисунок 1 - Схема расположение замков
1 - ИК МОД, 2 - ИК скорости и направления воздушного потока, 3 - ИК температуры дорожного полотна полотна (измеряемая бесконтактным способом), толщины слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна (измеряемая бесконтактным способом), 4 - Модуль центрального устройства, ИК атмосферного давления, 5 - ИК количества и интенсивности атмосферных осадков, 6 - ИК толщины слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна (измеряемая контактным способом)/ ИК температуры дорожного полотна (измеряемая контактным способом)/ ИК температуры точки замерзания/ ИК температуры грунта, 7 - ИК температуры воздуха, относительной влажности,
Рисунок 2 - Общий вид комплекса МКС-Д2
Программное обеспечение
Комплексы МКС-Д2 имеют встроенное программное обеспечение (ПО), состоящее из «Bin.mot», «datacollector» и «TU41sm», предназначенные для отображения и хранения результатов измерений, обработки измерительной информации от первичных измерительных преобразователей и выдачи информации в линию связи.
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по рекомендации Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | Bin.mot | TU41sm | datacollector |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | Не ниже v6.04 | Не ниже v1.0.2 | Не ниже 1.0 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование канала измерений | Наименование характеристики | Значение |
| Атмосферное давления | Диапазон измерений атмосферного давления, гПа | от 500 до 1100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления, гПа | ±0,3 |
| Температура воздуха | Диапазон измерений температуры воздуха, °C | от -60 до +60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха, °C: -в диапазоне св. -30 до +60 °C; -в диапазоне от -60 до -30 °C включ. | ±0,2 ±0,3 |
| Относительная влажность воздуха | Диапазон измерений относительной влажности воздуха, % | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительной влажности воздуха, %: - в диапазоне измерений от 0 % до 90 % включ.; - в диапазоне измерений св. 90 % до 100 % | ±2 ±4 |
| Температура дорожного полотна (измеряемая бесконтактным способом | Диапазон измерений температуры дорожного полотна, °С | от -40 до +70 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры дорожного полотна, °С | ±0,8 |
| Температура дорожного полотна (измеряемая контактным способом) | Диапазон измерений температуры дорожного полотна, °С | от -40 до +70 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры дорожного полотна, °С | ±0,5 |
| Температура грунта | Диапазон измерений температуры грунта, °С | от -60 до +60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры грунта, °С | ±0,5 |
| Наименование канала измерений | Наименование характеристики | Значение |
| Температура точки замерзания | Диапазон измерений температуры точки замерзания, °С | от -20 до 0 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры точки замерзания, °С | ±1 |
| Толщина слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна (измеряемая бесконтактным способом) | Диапазон измерений толщины атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна, льда, мм: - для воды; - для льда; - для снега; | от 0 до 10 от 0 до 10 от 0 до 20 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений толщины слоя воды, льда, снега мм | ±0,4 |
| Толщина слоя атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна (измеряемая контактным способом) | Диапазон измерений толщины атмосферных осадков на поверхности дорожного полотна, мм: - для воды; - для льда | от 0 до 10 от 0 до 10 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений толщины слоя воды, льда, мм | ±0,4 |
| МОД | Диапазон измерений метеорологической оптической дальности, м | от 10 до 20000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений метеорологической оптической дальности, %: - в диапазоне св. 10 до 10000 м включ.; - в диапазоне св. 10000 до 20000 м | ±10 ±20 |
| Скорость и направление воздушного потока | Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с | от 0,5 до 60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости воздушного потока, м/с | ±(0,3+0,03 ^изм) |
| Диапазон измерений направления воздушного потока | от 0° до 360° |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока | ±3° |
| Количество и интенсивность атмосферных осадков | Минимальное измеряемое количество атмосферных осадков, мм | 0,1 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества атмосферных осадков, мм | ±(0,1+0,05^Хизм) |
| Диапазон измерений интенсивности атмосферных осадков, мм/ч | от 0,1 до 200 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений интенсивности атмосферных осадков, мм/ч | ±(0,1+0,05<[изм) |
| У™ — измеренная скорость, Хизм - измеренное количество осадков, 1изм - измеренное значение интенсивности осадков |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| Электрическое питание от сети переменного тока: -напряжение, В | от 198 до 242 |
| Максимальная потребляемая мощность, В^А | 500 |
| Средняя наработка до отказа, не менее, ч | 10000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Габаритные размеры центрального устройства, мм, не более: - длина | 200 |
| - ширина | 400 |
| - высота | 600 |
| Масса центрального устройства, кг, не более | 45 |
| Условия эксплуатации: -температура воздуха, °C | от -60 до +60 |
| -относительная влажность воздуха, % | до 100 |
Знак утверждения типа
наносится на шильдик, располагаемый на верхней панели модуля центрального устройства и на титульный лист руководства по эксплуатации типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность комплексов МКС- Д2
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Комплекс метеорологический дорожный автоматизированный | МКС-Д2* | 1 |
| Формуляр | ТЕНР.411713.001 ФО | 1 |
| Руководство по эксплуатации | ТЕНР.411713.001 РЭ | 1 |
| *Комплектация уточняется при заказе, осуществляется в соответствии с договором поставки |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 2 «использование по назначению» Комплексы метеорологические дорожные автоматизированные МКС-Д2» ТЕНР.411713.001 РЭ.
Нормативные документы
Государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока, утвержденная приказом Росстандарта от 25 ноября 2019 г.№ 2815;
Государственная поверочная схема для средств измерений температуры, утвержденная приказом Росстандарта от 23 декабря 2022 г.№ 3253;
Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов и температуры конденсации углеводородов, утвержденная приказом Росстандарта от 15 декабря 2021 г.№ 2885;
Государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10’1 - 1-107 Па, утвержденная приказом Росстандарта от 6 декабря 2019 г.№ 2900;
Технические условия ТЕНР.411713.001 ТУ «Комплексы метеорологические дорожные автоматизированные МКС-Д2».
