Назначение
Профилографы течений доплеровские акустические SonTek (далее - профилографы) предназначены для измерений скорости водного потока и уровня воды.
Описание
Принцип действия профилографов при измерении скорости водного потока заключается в определении доплеровского сдвига частоты отраженного акустического сигнала, распространяющегося в жидкости, движущейся относительно излучающего источника.
Принцип действия профилографов при измерении уровня воды основан на двух методах: методе эхолокации и гидростатическом методе.
Конструктивно профилографы состоят из первичных акустических преобразователей скорости и уровня (гидрофонов), и платы вычислителя, помещенных вместе с другими элементами конструкции в герметичный корпус.
Профилографы имеют два исполнения SonTek-SL и SonTek-IQ.
Для измерения скорости течения профилографы SonTek-SL используют два гидрофона, которые излучают акустические лучи под углом 25 градусов к оси профилографа в горизонтальном слое (параллельно поверхности воды). Те же гидрофоны принимают сигналы, отраженные от частиц, попадающих в апертуры лучей. Сдвиг частоты принятых сигналов используется для вычисления скорости водного потока.
Для измерения скорости течения профилографы SonTek-IQ используют четыре гидрофона. Два расположены вдоль оси профилографа под углом 25 градусов к вертикали. Два других расположены по бокам профилографа под углом 60 градусов к вертикали и 60 градусов к центральной оси профилографа для модификации SonTek-IQ Plus и под углом 37 градусов к вертикали и 45 градусов к центральной оси профилографа для модификации SonTek-IQ Pipe. Такая ориентация гидрофонов позволяет рассчитать трехмерный профиль скорости водного потока.
Для измерения уровня воды профилографы используют отдельный гидрофон с вертикальным акустическим лучом и встроенный датчик давления.
Профилографы представляют собой моноблочную водонепроницаемую конструкцию с встроенной энергонезависимой памятью и коммуникационными интерфейсами типа RS-232, SDI-12.
Профилографы SonTek-SL выпускаются в трех модификациях SL3000, SL1500, SL500, отличающихся диапазонами измерений уровня воды. Профилографы SonTek-SL устанавливаются на подводные сооружения, такие как мостовые сваи и стенки канала.
Профилографы SonTek-IQ выпускаются в двух модификациях Plus, Pipe. Профилографы SonTek-IQ Plus устанавливаются в реках и открытых каналах. Профилографы SonTek-IQ Pipe предназначены для установки в трубопроводах. Профилографы SonTek-IQ устанавливаются в нижней части открытых каналов или трубопроводов, таким образом, чтобы ось профилографа была совмещена с центром канала.
В зависимости от модификации профилографы могут измерять скорость водного потока на разных расстояниях.
Профилографы модификации SonTek-SL3000 измеряют скорость водного потока на расстоянии до 5 м.
Профилографы модификации SonTek-SL1500 измеряют скорость водного потока на расстоянии до 10 м.
Профилографы модификации SonTek-SL500 измеряют скорость водного потока на расстоянии до 120 м.
Профилографы модификаций SonTek-IQ Plus и SonTek-IQ Pipe измеряют скорость водного потока на расстоянии до 5 м.
Общий вид профилографов SonTek-SL приведен на рисунках 1-3.
Общий вид профилографов SonTek-IQ приведен на рисунках 4, 5.
Пломбирование профилографов не предусмотрено.
О
ё
©
О
спп у.;-j
«X
Л
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) профилографов исполнения SonTek-SL модификаций SL3000, SL1500 включает встроенное ПО SonTekSL Firmware и автономное ПО SonTekSL: Intelligent Flow.
ПО профилографов исполнения SonTek-SL модификации SL500 включает встроенное ПО SonTekSL Firmware и автономное ПО ViewArgonaut.
ПО профилографов исполнения SonTek-IQ включает встроенное ПО SonTekIQ Firmware и автономное ПО SonTekIQ/YSI IQ: Intelligent Flow.
ПО SonTekSL Firmware и ПО SonTekIQ Firmware предназначено для сбора, обработки данных и передачи их в ПК.
ПО SonTekSL: Intelligent Flow, ПО ViewArgonaut и ПО SonTekIQ/YSI IQ: Intelligent Flow предназначено для настройки профилографов и для просмотра собранных данных.
Уровень защиты автономного ПО SonTekSL: Intelligent Flow, ПО ViewArgonaut, ПО SonTekIQ/YSI IQ: Intelligent Flow от непреднамеренных и преднамеренных изменений «низкий» согласно Р 50.2.077-2014.
Уровень защиты встроенного ПО SonTekSL Firmware и ПО SonTekIQ Firmware от непреднамеренных и преднамеренных изменений «средний» согласно Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные ПО профилографов приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные программного обеспечения
| Идентификационные данные (признаки) | Значения |
| Идентификационное наименование ПО | SonTekSL: Intelligent Flow | SonTekIQ/ YSI IQ: Intelligent Flow | SonTekSL Firmware | SonTekIQ Firmware | ViewArgonaut |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 2.0 | не ниже 1.58 | не ниже 1.82 | не ниже 1.58 | не ниже 2.50 |
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| SonTek-SL | SonTek-IQ |
| SL3000 | SL1500 | SL500 | Plus Pipe |
| Диапазон измерений скорости водного потока, м/с | от 0,01 до 3 | от 0,01 до 3 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости водного потока, м/с | ±(0,005+0,03-V) | ±(0,005+0,02-V) |
| Диапазон измерений уровня воды, м | от 0,1 до 5 | от 0,15 до 10 | от 0,2 до 18 | от 0,05 до 5 |
| Наименование характеристики | Значение |
| SonTek-SL | SonTek-IQ |
| SL3000 | SL1500 | SL500 | Plus Pipe |
| Пределы допускаемой погрешности измерений уровня воды для SonTek-IQ - абсолютной в диапазоне от 0,05 до 3 м включ., м - относительной в диапазоне св. 3 до 5 м, % для SonTek-SL3000 - абсолютной в диапазоне от 0,1 до 3 м включ., м - относительной в диапазоне св. 3 до 5 м, % для SonTek-SL1500 - абсолютной в диапазоне от 0,15 до 3 м включ., м - относительной в диапазоне св. 3 до 10 м, % для SonTek-SL500 - абсолютной в диапазоне от 0,2 до 6 м включ., м - относительной в диапазоне св. 6 до 18 м, % | ±0,003 ±0,1 | ±0,003 ±0,1 | ±0,006 ±0,1 | ±0,003 ±0,1 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение |
| SonTek-SL | SonTek-IQ |
| SL3000 | SL1500 | SL500 | Plus | Pipe |
| Габаритные размеры (длина; ширина; высота), мм, не более | 229;38; 86 | 248;55; 114 | 348; 124,5; 180,3 | 254;100;29 | 319;64;29 |
| Масса, кг, не более | 0,45 | 0,9 | 6 | 1,5 |
| Интерфейс передачи данных | RS232, SDI-12, Modbus |
| Параметры электрического питания: напряжение постоянного тока, В | от 9 до 15 |
| Потребляемая электрическая мощность, Вт, не более | 1 |
| Условия эксплуатации: - диапазон рабочих температур воды, °С | от 0 до +60 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 50000 |
Знак утверждения типа
наносится фотохимическим способом, тиснением или другими способами на корпус профилографа рядом с наименованием, а также типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность профилографа
| Наименование | Обозначение | Количество |
| SL3000 | SL1500 | SL500 | IQ Plus | IQ Pipe |
| Профилограф течений доплеровский акустический | SonTek-SL3000 | 1 шт. | | | | |
| SonTek-SL1500 | | 1 шт. | | | |
| SonTek-SL500 | | | 1 шт. | | |
| SonTek-IQ Plus | | | | 1 шт. | |
| SonTek-IQ Pipe | | | | | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | | 1 экз. |
| Методика поверки | МП 2540-0045-2019 | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу МП 2540-0045-2019 «ГСИ. Профилографы течений доплеровские акустические SonTek. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМ им. Д. И. Менделеева» 26 июня 2019 г.
Основные средства поверки:
- система гидрометрическая эталонная автоматизированная ГЭАС, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений 46819-11;
- рулетка измерительная металлическая РНГ модификации Р20Н2Г, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений № 60606-15.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.
Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационном документе.
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;
ГОСТ 8.477-82 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Государственная поверочная схема для средств измерений уровня жидкости
Приказ Министерства природных ресурсов и экологии № 436 от 19 октября 2015 г. «Об утверждении перечня измерений, относящихся к сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений и выполняемых при осуществлении деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях, и обязательных метрологических требований к ним, в том числе показателей точности измерений»
Техническая документация компании SonTek/Xylem Inc., США
78084-20: Методика поверки МП 2540-0045-2019Скачать4.9 Мб