Назначение
Измерители дальности видимости ФИ-4 (далее - ФИ-4) предназначены для непрерывных дистанционных измерений и регистрации метеорологической (оптической) дальности видимости (МДВ).
Описание
Принцип действия ФИ-4 основан на измерениях светового коэффициента направленного пропускания (далее - СКНП) воздушной среды в зоне установки ФИ - 4 и последующего автоматического вычисления значений МДВ, соответствующих измеренным значениям СКНП.
Алгоритм вычисления МДВ по измеренным значениям СКНП основан на известных зависимостях, официально принятых международными документами в области измерений метеорологической оптической дальности видимости для использования в авиации (Руководство ВМО-№8, 2000г.).
ФИ - 4 представляет собой импульсный фотометр, генерирующий световые импульсы, формирующие на входе в воздушную среду стабильный световой поток, пропускаемый через слой воздуха фиксированной толщины и воспринимаемый на выходе из среды светочувствительным приемным устройством.
В зависимости от текущих значений СКНП (соответственно, МДВ) световые импульсы могут пропускаться, как между разнесенными излучателем и приемником, установленными на фиксированном расстоянии друг от друга (измерительная база) - режим «ОБ» (ближний), так и между излучателем и совмещенным с ним приемником - режим «ОД» (дальний).
При этом, в режиме «ОД» световые импульсы проходят через слой воздуха дважды и поступают на приемник, отражаясь от специального светоотражательного устройства, конструктивно совмещенного с приемником, работающим только в режиме «ОБ».
В ФИ - 4 предусмотрены две измерительные базы: 35 м и 100 м.
Выбор режимов «ОБ» или «ОД» выполняется ФИ - 4 автоматически:
- режим «ОБ» - в диапазоне измерений МДВ до 150 м (при базе 35 м) и 400 м (при базе 100 м);
- режим «ОД» - в диапазоне измерений МДВ свыше 150 м (при базе 35 м) и 400 м (при базе 100 м).
Основными составными частями ФИ - 4 являются: блок фотометрический (БФ), блок отражательный (БО) и блок управления (БУ).
В БФ установлены излучатель световых импульсов (диод светоизлучающий типа EP2012-150BW1) и приемник (фотодиод кремниевый типа ФПУ) этих импульсов, отраженных от блока отражательного (БО), работающий только в режиме «ОД». В БФ установлены также аппаратура, обеспечивающая формирование и управление электрическими импульсами, поступающими на излучатель, и плата измерительного преобразователя, формирующего выходной цифровой сигнал от приемника, работающего в режиме «ОД».
В БО установлены приемник импульсов (фотодиод типа ФПУ) для работы в режиме «ОБ» и пассивное отражательное устройство для работы ФИ - 4 в режиме «ОД». В БО установлена также плата измерительного преобразователя, формирующего выходной цифровой сигнал от приемника, установленного в БО.
В БУ установлены: плата контроллера для измерений СКНП, микропроцессорная аппаратура для автоматического управления измерительными процессами, вычислительными операциями и отображением на мониторе БУ результатов измерений СКНП и МДВ, органы (многофункциональные клавиши) управления и источник бесперебойного питания ФИ - 4.
На мониторе БУ в реальном масштабе времени синхронно отображаются результаты измерений СКНП и МДВ.
Интерфейс пользователя позволяет выводить на монитор БУ текущее местное и стандартное (IGT) время, значения СКНП и МДВ, осредненные за 2 мин и 10 мин, текущее состояние сервисных функций (установленных потребителем пороговых значений, звуко-вой/мнемонической сигнализации о превышении порогов, сигналы неисправностей линий связи и др.).
БУ обеспечивает как ручной (через клавиатуру на лицевой панели БУ) ввод/вывод данных при калибровках и поверках ФИ - 4, так и обмен данными через внешний терминал -персональный IBM-совместимый компьютер стандартной конфигурации.
БФ и ОБ связаны с БУ кабельной линией, обеспечивающей работу ФИ - 4 на удалении БУ до 8000 м от места расположения БФ и ОБ.
Общий вид, места пломбировок, место для нанесения оттиска клейма и места размещения наклеек составных частей ФИ-4 приведены на рисунке 1.
Рисунок 1. Общий вид и места пломбировок ФИ-4
1 - блок отражательный (винт пломбировочный с чашкой на кожухе корпуса);
2 - блок фотометрический (винт пломбировочный с чашкой на кожухе корпуса);
3 - подставка; 4 - стойка;
5 - блок управления (винт пломбировочный с чашкой на передней панели корпуса)
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ФИ-4 включает:
- ПО «Программа БФ ФИ-4» СБПЕ. ФУ-2030.00, встроенное в БФ, обеспечивающее автоматизацию процесса обработки измерительной информации и передачи измерительных сигналов от БФ и БО по двухпроводной линии связи на БУ;
- ПО «Программа БУ ФИ-4» РОФ. МЕСП. 0024-01, встроенное в БУ, обеспечивающее управление отображением результатов измерений, сервисных параметров и архивированием текущих данных в оперативной памяти ФИ-4.
Идентификационные данные ПО ФИ-4 приведены в таблице 1. Таблица 1
| Наименование ПО | Идентиф икаци-онное наименование ПО | Номер версии (идентификационный номер) ПО | Цифровой идентификатор ПО (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора ПО |
| Программа БФ ФИ-4 | СПБЕ. Ф4-2030.00 | 01 | CBOD- EDDD8045FE86A6C241 CD1FEB56C7 | MD5 |
| Программа БУ ФИ-4 | РОФ. МЕСП.0024-01 | 01 | 21C869561943C669FDB9 CC839F1E6C6B | MD5 |
Метрологически значимая часть ПО ФИ-4 и измеренные данные защищены с помощью специальных средств защиты от преднамеренных изменений. Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Технические характеристики
Метрологические и технические характеристики ФИ-4 приведены в таблице 2. Таблица 2
| Наименование характеристики | Значение характеристики |
| Диапазон измерений МДВ (S): при измерительной базе 35 м, м при измерительной базе 100 м, м, (диапазону измерений МДВ от 18 до 10000 м соответствует диапазон измерений СКНП (т) от 0,1 до 100 %) | от 20 до 6000 от 45 до 10000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений МДВ: при 20 м < S < 250 м , % при 250 м < S < 3000 м, % при 3000 м < S < 10000 м, %, (пределам допускаемой относительной погрешности МДВ соответствуют пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений СКНП: в диапазоне от 0,1 до 10 %, %; в диапазоне свыше 10 до 100 %, %. | ± 15 ± 10 ± 20 ± (0,2 + 0,08 т) ± 1,0 |
| Электрическое сопротивление изоляции токоведущих цепей, не менее, - при температуре воздуха (20± 10) °С и относительной влажности от 45 до 60 %, МОм - при температуре 50 ° С, МОм - при относительной влажности воздуха до 98 % и температуре 35 °С, МОм | 20 5 2 |
| Напряжение питания сети однофазного переменного тока частотой (50 ± 2,5) Гц, В | от 187 до 242 |
| Потребляемая мощность, ВА, не более | 150 |
| Габаритные размеры составных частей (длина х ширина х высота): БФ, мм БО, мм БУ, мм | 250х270х820 115х356х200 330х270х150 |
| Масса основных составных частей: БФ, кг БО, кг БУ, кг | 17,0 4,0 4,5 |
| Рабочие условия эксплуатации: температура окружающего воздуха: - для блоков БФ, БО, °С - для блока БУ, ° С относительная влажность воздуха при температуре 35°С, не более, % | от минус 50 до 50 от 5 до 50 98 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 15000 |
| Средний срок службы, лет | 10 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится типографским способом на титульный лист формуляра, а также фотохимическим способом на лицевую панель БФ.
Маркировка наносится методом гравировки на боковых поверхностях кожухов в местах установки соединительных элементов и контрастной черно-белой шелкографией на органах управления.
Комплектность
Таблица 2
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Блок фотометрический | ИКШЮ.411618.001 | 1 |
| Блок отражательный | ИКШЮ.203615. | 1 |
| Блок управления | МЕСП.421457.002 | 1 |
| Подставка | ИКШЮ.301318.001 | 2 |
| Стойка | ИКШЮ.301421.032 | 2 |
| Стойка БО | ИКШЮ.301421.031 | 1 |
| Комплект кабелей | ИКШЮ.305651.006 | 1 |
| Комплект монтажных частей | ИКШЮ.305651.018 | 1 |
| Комплект запасных частей | ИКШЮ.305653.011 | 1 |
| Формуляр | ИКШЮ.416141.003 ФО | 1 |
| Руководство по эксплуатации | ИКШЮ.416141.003 РЭ | 1 |
| Методика поверки | МП 254-0018-2011 | 1 |
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 254-0018-2011 «Измеритель дальности видимости ФИ-4. Методика поверки», утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» в октябре 2011 г.
Основные средства поверки:
- комплект нейтральных светофильтров КС-102 с номинальными значениями СКНП в пределах (90,0 ± 3,0) %; (70,0 ± 5,0) %; (50,0 ± 10,0) %; (20,0 ± 4,0) %; (4,0 ± 1,5) % и с пределами допускаемой погрешности ±0,3%.
Сведения о методах измерений
приведены в документе ИКШЮ.416141.003 РЭ «Измеритель дальности видимости ФИ-4. Руководство по эксплуатации».
Нормативные документы
ГОСТ 8.557-07 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений спектральных, интегральных и редуцированных коэффициентов направленного пропускания и оптической плотности в диапазоне длин волн 0,2 - 50,0 мкм, диффузного и зеркального отражений в диапазоне длин волн 0,2 - 20,0 мкм.
ТУ ИКШЮ.416141.003 «Измеритель дальности видимости ФИ-4. Технические условия».
Рекомендации к применению
осуществление деятельности в области гидрометеорологии.
