Назначение
Станция гидрометеорологическая корабельная «Характер - К» (в дальнейшем -станция) предназначена для сбора и обработки гидрометеорологической информации с целью обеспечения гидрометеорологическими данными систем и комплексов корабля.
Станция выполняет измерение, вычисление и передачу информации о следующих метеорологических параметрах: скорости кажущегося ветра, направлении кажущегося ветра, скорости истинного ветра, направлении истинного ветра, атмосферном давлении, температуре воздуха, относит зльной влажности воздуха, высоте нижней границы облаков, метеорологической далы ости видимости, а также о гидрологических параметрах: избыточном гидростатической давлении, температуре морской воды, относительной электрической проводимости зоды и применяется на объектах сферы обороны и безопасности.
Описание
Принцип действия станции заключается в преобразовании текущих значений измеряемых гидрометеорологических параметров в цифровые электрические сигналы и передаче их по кабельным линиям связи в процессорный блок. Процессорный блок осуществляет прием, преобразов ние и предварительную обработку упомянутых сигналов с целью дальнейшей передач:- их цифрового эквивалента на выносные индикаторные табло, в блок сопряжения с f эрабельными системами и прибор управления и индикации. Датчики подключаются к процессорному блоку кабелями, имеющими с обеих сторон разъёмные соединители.
Станция состоит из - змерительных каналов с соответствующими датчиками, процессорным блоком и выносными индикаторными табло.
Датчик скорости ветра выполнен по схеме ветроприемника с тремя легкими чашками, угловая скорость вращения которых пропорциональна скорости воздушного потока (ветра). Преобразование скорости ветра в частоту электрического сигнала осуществляется с помощью оптгческого прерывателя (диск с отверстиями), инфракрасного фотодиода и фотоприемнг )са. Датчик снабжен подогреваемыми чашками, что обеспечивает отсутствие налипания снега.
В датчике направления ветра - флюгере, преобразование угла поворота в электрический сигнал осуществляется с помощью оптического кодового диска с дискретностью 5,6 угловых градусов (6 разрядов).
В датчике атмосферного давления под действием давления изменяется электрическая ёмкость кремниевей барометрической коробки. В состав датчика также входят встроенный преобразователь температуры, предназначенный для компенсации температурной погрешности при измерении атмосферного давления и электронная схема преобразования сигналов в выходной сигнал. Линеаризация выходной характеристики и учет температурных зависимостей осуществляется от встроенного контроллера с энергонезависимой памятью на основе многоточечной калибровки. Коэффициенты, определяющие реальные параметры датчиков, заносятся в память на этапе их калибровки.
Датчик температуры воздуха представляет собой платиновый термометр сопротивления. Измерение температуры основано на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента датчика от температуры.
В датчике влажности воздуха в качестве первичного измерительного преобразователя применен сорбционно-емкостной тонкопленочный чувствительный элемент, работа которого основана на зависимости диэлектрической проницаемости его наружного слоя от относительной влажности воздуха.
Конструктивно чувствительные элементы измерительных каналов температуры и влажности воздуха размещены в солнцезащитном жалюзийном экране.
Принцип действия датчика высоты нижней границы облаков (ВНГО) основан на измерении времени прохождения слоя атмосферы лазерным импульсом. Импульс, излученный передатчиком, достигает нижней границы облаков, отражается и принимается приемником. Выделяется до трех слоев облачности и определяется их граница.
В качестве передатчика используется полупроводниковый лазер на основе арсенида галлия и индия (GaAs) с длиной волны 905 нм, в качестве фотоприемника -кремниевый лавинный фотодиод.
Датчик высоты облаков снабжен двумя последовательными интерфейсами RS-232С и RS-485 для совместной работы с ПК.
Датчик метеорологической (оптической) дальности видимости использует нефелометрический метод, основанный на увеличении яркости пучка инфракрасного света, проходящего через атмосферу, по мере увеличения ее мутности (вследствие рассеяния света на взвешенных в воздушной среде частицах). С увеличением мутности атмосферы увеличивается выходной сигнал датчика, что свидетельствует об уменьшении метеорологической дальности видимости.
Датчик видимости также снабжен двумя последовательными интерфейсами RS-232C и RS-485 для совместной работы с компьютером.
Гидрологический зонд ОЛД-1, входящий в состав станции, состоит из измерительных каналов давления, температуры и относительной электрической проводимости морской воды.
Датчик измерительного канала давления зонда ОЛД-1 - тензометрический мост со структурой «кремний на сапфире», деформация сапфировой подложки которого под действием избыточного гидростатического давления вызывает изменение электрического сопротивления одного из напыленных на подложку плеч кремниевого тензометрического моста, в результате чего в измерительной диагонали моста появляется электрический сигнал, пропорциональный избыточному гидростатическому давлению.
Датчик измерительного канала температуры - медный термометр сопротивления с номинальным сопротивлением 100 Ом, которое изменяется при изменении температуры воды, находящейся в контакте с датчиком.
Датчик измерительного канала относительной электрической проводимости -кондуктометрический датчик трансформаторного типа с фиксированным с помощью кварцевой трубки и независящим от температуры и гидростатического давления измерительным объемом, находящимся внутри кварцевой трубки.
Каждый из датчиков зонда ОЛД-1 включен в соответствующую схему уравновешенного моста переменного тока, совокупность которых составляет блок аналоговых и аналого-цифровых преобразователей.
Поступающая от всех датчиков текущая информация подвергается первичной обработке в процессорном блоке, в результате чего она представляется в реальном масштабе времени на выносных индикаторных табло, размещенных в помещениях корабля. Дальнейшая обработка и визуализация информации осуществляется с помощью прибора управления и индикации, подключенного к одному из выходов процессорного блока.
К прибору управления и индикации подключается также кабель связи с гидрологическим зондом ОЛД-1. Упомянутый кабель используется для считывания с твердотельной памяти погружаемого устройства гидрологического зонда ОЛД-1 информации, полученной в процессе выполнения зондирования.
Технические характеристики
Основные технические характеристики приведены в табл.1.
Таблица 1 _________________________________
| Наименование измерительного канала (ИК), измеряемый параметр | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности ИК |
| 1 Скорость воздушного потока | от 1 до 50 м/с | ±(0,5+ + 0,05У)м/с |
| 2 Направление воздушного потока | от 0 до 360 0 | ±6° при V 5 м/с |
| 3 Атмосферное давление | от 880 до 1050 гПа | +0,5 гПа |
| 4 Температура воздуха | от минус 40 до 50°С | ±0,5°С |
| 5 Относительная влажность воздуха при температуре от минус 20 до 50°С | от 30 до 100% | ±8% |
| 6 Высота нижней границы облаков (h) | от 15 до 5000 м | ±(15+0,2Ь)м |
| 7 Метеорологическая дальность видимости S | от 10 до 5000 м | ±(10+0,2S)m |
| 8 Гидростатическое давление | от 0 до 20 МПа | +25 кПа |
| 9 Температура морской воды | от минус 2 до 35°С | ±0,03°С |
| 10 Относительная электрическая проводимость морской воды | от 0,1 до 1,6 отн.ед. | + 0,0015 отн.ед. |
Масса, габаритные размеры и условия эксплуатации блоков станции приведены в табл.2.
Таблица 2
| Наименование узла, блока | Масса, кг, не более | Габаритные размеры, мм, не более | Условия эксплуатации |
| длина | ширина | высота | Диапазон рабочей температуры окружающего воздуха, °C | Относительная влажность воздуха, %, не более |
| Блок процессорный | 20 | 445 | 370 | 175 | от 0 до 40 | 98 (при температуре 35 °C) |
| Табло выносное | 12,5 | 550 | 250 | 200 |
| Датчик скорости и направления ветра анемометрический | 3 | 1070 | 175 | 460 | от минус 40 до 55 | 100 (при температуре 50 °C) |
| Датчик скорости и направления ветра анемометрический комбинированный | 5 | 615 | 380 | 195 |
| Датчик атмосферного давления | 1 | 140 | 145 | 65 |
| Датчик температуры и относительной влажности воздуха | 3,1 | 450 | 370 | 220 |
| Датчик высоты нижней границы облаков | 48 | 1400 | 450 | 380 |
| Датчик метеорологический (оптический) дальности видимости | 3,5 | 720 | 320 | 250 |
| Зонд гидрологический ОЛД-1 | 12 | 0-120 | 780 | от 0 до 40 | 100 (при температуре 50 °C) |
Знак утверждения типа
Знак утверждения ти ia наносится типографским способом на титульный лист руководства по эксплуатации а также на лицевую панель процессорного блока в виде голографической наклейки.
Комплектность
В комплект поставки входят:
Блок процессорнь й - 1 шт.;
Табло выносное - 4 шт.;
Датчик скорости ) i направления ветра анемометрический - 2 шт.;
- Датчик скорости i[ направления ветра анемометрический комбинированный - 1 шт.;
Датчик атмосфер! ого давления - 1 шт.;
- Датчик температу эы и относительной влажности воздуха - 2 шт.;
Датчик высоты нг жней границы облаков - 1 шт.;
Датчик метеоролс гической (оптической) дальности видимости - 1шт.;
Зонд гидрологиче жий ОЛД-1
Комплект эксплуа гационной документации согласно ведомости
ВТИГ.416531.0013Э - 1 шт.;
Программный кок плекс «Характер-2002.01» (на компакт-диске)- 1 шт.;
Комплект одиночного ЗИП - 1 шт.;
Методика поверкт ВТИГ.416531.001 Дб.
Поверка
Поверка станции проводится в соответствий с документом «Станция гидрометеорологическая корабелыая «Характер-К». Методика поверки», утвержденным начальником ГЦИ СИ «Воен"ест» 32 ГНИИИ МО РФ.
Межповерочный интервал - 1 год.
Перечень основных средств поверки:
Аэродинамическая установка с диаметром зоны равных скоростей не менее 400 мм и диапазоном задаваемых скоростей воздушного потока от 1 до 50 м/с с погрешностью ±(0,25±0,02Vi) (Vi -текущее значение скорости воздушного потока) "ОСТ 8.542-86;
Барометр БОП-1 с диапазоном измерений от 300 до 1090 гПа с пределами допускаемой осно шой погрешности ±10 Па с устройством для создания и поддержания абсолютного давления в диапазоне от 800 до 1100 гПа 6Г2.832.031 ТУ;
Эталонный термометр 3-го разряда ЭТС-100 по ГОСТ 8.558-93 с диапазоном измерений от минус 40°С до 50°С;
Вольтметр универсальный цифровой В7-34 по Тг2.710.010 ТО с пределами допускаемой основной погрешности измерений электрического сопротивления ±0,025%;
Камера тепла и влажности TV-1000 с диапазоном задаваемых температур от минус 40°С до 50°С;
Калибратор влажности (солевой гигростат) типа НМК 11 фирмы «Vaisala Оу», задаваемые значения относительной влажности воздуха 11,2; 33,1;
75,54 97,6 % и пределами допускаемой приведенной погрешности ±0,3%. Сертификат Госстандарта РФ №6673, действующий до 01.08.2004 г.;
Лента землемерная длиной (20±0,003)м с пределом допускаемой абсолютной погрешности 3:1 мм. МИ2060-90;
Светодальномер лазерный импульсный ЛДИ-3-1 с пределом допускаемой абсолютной погрешности ±0,2 м. ГОСТ 8.503-84;
Комплект нейтральных светофильтров КС-100 размером не менее 80x80 мм с коэффициентами направленного пропускания (в полосе длин волн 865 ±35 нм), находящимися в диапазонах 16...26%; 26...36%; 90...98% и измеренными с погреп ностью ±0,5%. ТУ 3-3.1022-79;
- Манометр грузопс ршневой МП-600 класса точности 0,02 по ГОСТ 8291-83;
- Эталонный термометр 1-го разряда ПТС-10 по ГОСТ 8.558-93;
- Установка для градуировки термометров УГТ-1, кл. 0,002;
Термостат водяной прецизионный ТВП-6, диапазон задаваемых температур от минус 10 до 50 ’С;
- Электросолемер ГМ-65М по ТУ 2504-1568-71.
Нормативные документы
ВТИГ.416531.001 ТУ. «Станция гидрометеорологическая корабельная «Характер-Ют Технические условия».
Заключение
Тип станции гидрометеорологической корабельной «Характер-К» утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, и метрологически обеспечен в эксплуатации.
