Назначение
Содары FAS (далее - содары) предназначены для автоматических дистанционных измерений скорости воздушного потока.
Описание
Принцип действия содаров основан на эффекте Доплера. Содары излучают звуковые импульсы заданной частоты и измеряют частоту отраженного сигнала. По полученным значениям сдвига частоты отраженного сигнала производится вычисление скорости воздушного потока.
Конструктивно содары построены по модульному принципу. Содары состоят из акустической антенны, модуля регистрации и обработки измерительной информации и модуля электропитания.
Акустическая антенна выполнена в виде плоской акустической фазированной антенной решетки (АФАР). При работе антенна излучает короткие звуковые импульсы в девяти различных направлениях, которые отражаются от плотностных и температурных неоднородностей, имеющихся в атмосфере; измеряется частота отраженных звуковых импульсов. Содары с АФАР являются акустическими приборами моностатического типа, т. е. одна и та же антенна используется и для излучения и приема звукового импульса. Направления излучения звуковых импульсов обусловлены конструкцией АФАР, значения лучей для различных модификаций сода-ров FAS приведены в Таблице 1.
Таблица 1_
| Направление | Направления лучей SFAS | Направления лучей MFAS/XFAS |
| Г лавный луч | Зеркальный луч | Г лавный луч | Зеркальный луч |
| Вертикаль | 0° | Не применимо | 0° | Не применимо |
| Север | 24° Север | 19° Юг | 29° Север | 22° Юг |
| Восток | 24 Восток | 19° Запад | 29° Восток | 22° Запад |
| Юг | 24° Юг | 19° Север | 29° Юг | 22° Север |
| Запад | 24° Запад | 19° Восток | 29° Запад | 22° Восток |
Модуль регистрации и обработки измерительной информации состоит из микропроцессора, встроенного программного обеспечения (ПО «FAS») и вспомогательного коммуникационного оборудования, смонтированных в корпусе, обеспечивающем защиту от неблагоприятных условий внешней среды.
Модуль электропитания состоит из источника тока и вспомогательного оборудования. В качестве источника тока используется сеть переменного тока 110/220 В. Модуль электропитания размещается в зависимости от конфигурации на отдельной стойке или в одном корпусе с модулем регистрации и обработки измерительной информации.
По алгоритмам изготовителя по измеренным содаром значениям отраженного сигнала производят вычисления трехмерных профилей скорости и направления воздушного потока.
Содары FAS выпускаются в трех модификациях: SFAS, MFAS, XFAS. Модификации отличаются конструкцией акустической антенны и метрологическими характеристиками.
Содары работают непрерывно (круглосуточно), сообщения о проведенных измерениях передаются через определенные временные интервалы или по запросу. Для обмена информацией содары имеют последовательные интерфейсы RS-232, RS-485.
Программное обеспечение
Рисунок 1а - Общий вид содаров FAS
* 1 \*\1 к* Л У .1
Модуль регистрации и обработки измерительной информации
Содары FAS имеют программное обеспечение «FAS» (ПО «FAS»), которое состоит из двух модулей: встроенного ПО модуля регистрации и обработки измерительной информации (встроенное ПО «SPU») и автономного ПО «APRun». Автономное ПО «APRun» по полученным во время измерений с выхода сервера устройства данным вычисляет скорость и направление воздушного потока. Визуализация результатов возможна как в режиме онлайн, так и в автоном-
ном режиме. Встроенное ПО «SPU» обеспечивает сбор, обработку, прием и передачу данных. ПО «FAS» являются полностью метрологически значимым.
Идентификационные данные программного обеспечения приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | FASxxx_x.SPU | APRun.exe |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 3.3 | 2.1 |
| Цифровой идентификатор ПО | 6BDB7C1E, вычисленный по алгоритму CRC32 | 278BDFEA, вычисленный по алгоритму CRC32 |
| Другие идентификационные данные (если имеются) | - | - |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.
Влияние ПО учтено при нормировании метрологических характеристик.
Технические характеристики
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| Модификации | SFAS | MFAS | XFAS |
| Диапазон рабочих частот, Гц | от 2540 до 4850 | от 1650 до 2750 | от 825 до 1375 |
| Диапазон измерений сдвига частоты отраженного сигнала, Гц | от 0 до 1270 | от 0 до 720 | от 0 до 360 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений сдвига частоты отраженного сигнала, Гц | ± 34 | ± 17 | ± 8,5 |
| Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с -для вертикального луча -для боковых лучей | от минус 10 до 10 от минус 45 до 45 | от минус 10 до 10 от минус 45 до 45 | от минус 10 до 10 от минус 45 до 45 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости воздушного потока, м/с | ± 2,3 | ± 1,8 | ± 1,8 |
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| Модификации | SFAS | MFAS | XFAS |
| Диапазон усредненной по слою горизонтальной скорости воздушного потока, м/с | от 0 до 50 | от 0 до 50 | от 0 до 50 |
| Диапазон усредненного по слою направления воздушного потока, градус | от 0 до 360 | от 0 до 360 | от 0 до 360 |
| Элементы фазированной решетки | 64 пьезоэлектрических преобразователя | 64 пьезоэлектрических преобразователя | 52 камеры электромагнитных преобразователей давления |
| Количество зондирующих акустических лучей | 9 | 9 | 9 |
| Потребляемая мощность, не более, Вт | 300 | 300 | 1500 |
| Напряжение питания, переменный ток, В | от 100 до 240 | от 100 до 240 | от 100 до 240 |
| Г абаритные размеры (длина х ширина х высота), мм |
| Акустическая антенна | 440х420х160 | 740х720х200 | 1450х1450х330 |
| Модуль регистрации и обработки измерительной информации | 600х310х180 | 600х310х180 | 600х310х180 |
| Модуль электропитания | 230х200х180 | 230х200х180 | 330х220х180 |
| Масса, кг |
| Акустическая антенна | 11,5 | 32 | 144 |
| Модуль регистрации и обработки измерительной информации | 17 | 17 | 17 |
| Модуль электропитания | 10 | 10 | 17 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 20000 |
| Срок службы, лет | 10 |
| Условия эксплуатации: О/'ч - температура воздуха, C - относительная влажность воздуха,% - атмосферное давление, гПа | от минус 30 до 50 от 10 до 90 от 600 до 1100 |
Знак утверждения типа
наносится на титульный лист формуляра типографским методом и на корпус модуля регистрации и обработки измерительной информации содаров FAS путем гравировки.
Комплектность
Акустическая антенна 1
Модуль регистрации и обработки измерительной информации 1
Модуль электропитания 1
Формуляр «Содары FAS» 1
Методика поверки «Содары FAS» МП 2551-0138-2015 1
Поверка
осуществляется по документу МП 2551-0138-2015 «Содары FAS», утвержденному ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 12.02.2015 года.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
1. Генератор сигналов специальной формы AWG-4105, диапазон воспроизводимых частот от 10 мГц до 5 МГц, погрешность ±110-4 Гц.
2. Шумомер-виброметр, анализатор спектра ЭКОФИЗИКА-110А, диапазон измерений частот от 1 до 48000 Гц, минимальная ширина селективной полосы 1 Гц, диапазон измерений уровня звука от 22 до 139 дБ, погрешность ±0,7 дБ.
Сведения о методах измерений
приведены в формуляре «Содары FAS».
Нормативные и технические документы, устанавливающие требования к содарам FAS
1. ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
2. Техническая документация изготовителя.
63307-16: Методика поверки МП 2551-0138-2015Скачать374.3 Кб