Назначение
Преобразователи скорости и направления течений измерительные "Вектор-2" (далее -преобразователь) предназначены для измерений средних значений составляющих вектора скорости течения по двум ортогональным осям и угла их ориентации относительно магнитного меридиана, измерения гидростатического давления, хранения массива данных во внутренней оперативной памяти с последующей передачей этого массива на внешний компьютер для дальнейшей обработки с целью определения скорости и направления течения в географической системе координат.
Область применения преобразователей - гидрологические исследования и инженерные изыскания при строительстве гидротехнических сооружений.
Описание
Принцип действия преобразователя скорости и направления течений основан на преобразованиях углов положений компаса и флюгера и угловой скорости вращения датчика скорости течения (ротора Савониуса) в количество импульсов, пропорциональное ортогональным составляющим скорости течения, суммарное значение которых за один цикл измерения преобразуется в цифровой код. Значения цифрового кода заносятся в память микропроцессора преобразователя. По полученным значениям проекций вектора скорости вычисляются значения скорости и направления течений.
Преобразование угла положения флюгера и угловой скорости вращения датчика скорости течения соответственно в частоту и количество импульсов осуществляется индуктивными преобразователями. Ориентация корпуса относительно магнитного меридиана измеряется магнитным компасом с емкостным преобразователем компасного угла в код.
Для определения глубины погружения, положения преобразователя по вертикали и для компенсации влияния температуры на датчик Гидростатического давления в состав преобразователя входят соответственно датчик гидростатического давления, датчик угла отклонения преобразователя от вертикали и датчик температуры. Выходные сигналы этих датчиков преобразуются в цифровой код.
Результаты измерений всех датчиков периодически записываются в энергонезависимую память объемом 2 Мбит. Считывание данных из памяти осуществляется после подъема прибора на поверхность через внешний герметизированный разъем непосредственно в персональный компьютер без использования каких-либо буферных устройств.
Электронная схема преобразователя пострбена на базе двух микропроцессоров (PIC 14000 и PIC 16F84), обеспечивающих предварительную внутреннюю обработку данных, введение поправок на влияющие факторы внешней среды, формирование стандартного обмена данными с персональным компьютером через последовательный порт по интерфейсу RS-232.
Преобразователь состоит из герметичного цилиндрического корпуса. Внутри корпуса размещается электронная схема на 2 печатных платах, магнитный компас, датчик угла отклонения от вертикали типа акселерометра, выполненный на базе интегральной микросхемы, и батарейный блок питания, состоящий из литиевых элементов. На нижней крышке корпуса расположены первичный преобразователь гидростатического давления и индуктивный преобразователь флюгера угол-код.
Два внешних нижних отсека преобразователя занимают флюгер и ротор Савониуса.. Вместе с катушкой индуктивности внутри полой опоры отсека размещен датчик температуры - медный проволочный термометр сопротивления.
На верхней крышке корпуса установлен герметизированный 4-х контактный разъем для подключения шланга компьютера и рым - заглушка, который служит для подвески прибора на кронштейне, а также является крепежным элементом, удерживающим внутренний каркас преобразователя внутри защитного корпуса.
Считывание, обработка, сохранение и отображение информации, занесенной в память микропроцессора, производится с помощью персонального компьютера. Обмен информации между преобразователем и персональным компьютером осуществляется по интерфейсу RS-232. Для обеспечения надежности связи и исключения влияния электромагнитных помех используется оптронная пара - связь типа токовой петли. Необходимое программное обеспечение поставляется вместе с преобразователем.
Технические характеристики
| 1. Диапазон измерений канала скорости течения, см/с 2. Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала измерения скорости течения,см/с 3. Диапазон измерений канала направления течения, градус 4. Пределы допускаемой абсолютной погрешности канала измерения направления,градус 5. Диапазон измерений канала гидростатического давления, МПа | от 2 до 150 ±(1±0,04Уизм) от 0 до 360 ±7 от 0 до 2,5 |
6. Пределы допускаемой приведенной погрешности канала измерения давления, % ±0.5
| 7. Диапазон изменений температур воды, °C 8. Рабочий диапазон угла отклонения корпуса от вертикали, градус 9. Цикличность измерений, мин 10. Срок автономной работы, год 11. Скорость передачи данных в компьютер по интерфейсу RS-232, бит/с 12. Длина кабеля считывания данных, м 13. Габариты преобразователя, мм: | от минус 2 до 30 от 0 до 30 0,5; 5; 10; 30 1 9600 2 |
| диаметр высота 14. Масса преобразователя, кг, не более 15. Средний срок службы, лет 16. Климатическое исполнение по ГОСТ15150-69, группа У 5 | 90 420 4,5 10 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульные листы руководства по эксплуатации и формуляра.
Комплектность
Преобразователь "Вектор-2",
- Руководство по эксплуатации РЭ25.11.1279.001,
Формуляр Э199-200-000 ФО,
Методика поверки (подраздел 3.2 руководства по эксплуатации),
- Программное обеспечение (2 дискеты),
- Кабель считывания данных.
Поверка
Поверку преобразователей скорости и направления течений измерительных "Вектор-2" проводят в соответствии с подразделом 3.2 "Поверка преобразователя "Вектор-2" руководства по эксплуатации, согласованного ГЦИ СИ "ВНИИМ им. Д.И. Менделеева" 27.11.01 г.
Основные средства поверки:
- рабочий эталона скорости водного потока - прямолинейный градуировочный бассейн ГГИ; относительная основная погрешность рабочего эталона скорости водного потока в диапазоне от 0,02 до 5,00 м/с не более ± 0,3 %;
- буссоль типа БШ-1, по ТУ 3-3-446-71;
- грузопоршневой манометр МП-60, класса точности 0,05, по ГОСТ 8291-83;
- комплекс для измерения давления цифровой ИПДЦ, с верхним пределом измерений 2,5 МПа, кл.точности 0,06, номер по Госреестру 6788-97;
- ртутные равноделенные термометры типа ТР-1 по ГОСТ 13646-68Е., 2-го разряда.
Межповерочный интервал 1 год.
Нормативные документы
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»
ТУ25.11.1279.001. Преобразователи скорости и направления течений измерительные «Вектор-2»
Заключение
Тип преобразователей скорости и направления течения измерительных "Вектор-2" утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации в соответствии с государственной поверочной схемой.
