Назначение
Измерители метеорологических параметров многофункциональные ИМПМ - ЯМАЛ (далее - измерители ИМПМ-ЯМАЛ) предназначены для автоматических измерений метеорологических параметров : температуры воздуха, относительной влажности воздуха, скорости и направления воздушного потока, атмосферного давления, метеорологической оптической дальности, высоты облаков.
Описание
Принцип действия измерителей ИМПМ-ЯМАЛ основан на измерении первичными измерительными преобразователями метеорологических параметров. Метеорологические параметры преобразуются в цифровой код преобразователями измерительными (контроллерами) и передаются по линиям связи (радиоканалу) в модуль управления, для обработки, отображения на дисплее оператора, регистрации и архивации.
Конструктивно измерители ИМПМ-ЯМАЛ построены по модульному принципу. Измерители ИМПМ-ЯМАЛ состоят из модуля измерения сбора и передачи данных, модуля управления, модуля преобразователей измерительных. Общий вид измерителей ИМПМ-ЯМАЛ представлен на рис.1.
Модуль управления состоит из ПЭВМ, монитора, линий связи, модемов, автономного программного обеспечения (ПО «ИМПМ-ЯМАЛ»), преобразователя атмосферного давления и вспомогательного коммуникационного оборудования. Модуль управления размещается в помещении служб метеорологического обеспечения.
Модули измерения сбора и передачи данных состоят из первичных измерительных преобразователей метеорологических параметров и вспомогательного оборудования. Первичные измерительные преобразователи расположены на траверсах, которые крепятся к метеорологической мачте, а также на отдельных стойках размещённых рядом с метеорологической мачтой. Состав первичных измерительных преобразователей представлен в таблице 2.
Модуль преобразователей измерительных состоит из вторичных преобразователей измерительных (контроллеров) и линий связи (радиоканалов), размещенных совместно с первичными измерительными преобразователями метеорологических параметров на метеорологической площадке.
Измерители ИМПМ-ЯМАЛ с автономным программным обеспечением «ИМПМ-ЯМАЛ» производят расчеты дополнительных параметров, таких как точка россы, боковая скорость ветра, тенденция атмосферного давления, видимость на ВПП.
Измерители ИМПМ-ЯМАЛ выпускаются в трех модификациях ИМПМ-ЯМАЛ-01, ИМПМ-ЯМАЛ-02, ИМПМ-ЯМАЛ- 03. Модификации измерителей ИМПМ-ЯМАЛ отличаются составом первичных измерительных преобразователей.
Измерители ИМПМ-ЯМАЛ могут работать как автономно, производя обеспечение информацией потребителей непосредственно, так и в составе автоматизированных метеорологических информационно-измерительных станций АМИИС-ЯМАЛ, АМИИС-ЯМАЛ-М.
Измерители ИМПМ-ЯМАЛ работают непрерывно (круглосуточно), сообщения о проведенных измерениях передаются через определенные временные интервалы или по запросу. Для обмена информацией измерители ИМПМ-ЯМАЛ имеют последовательные интерфейсы RS-232, RS-485. Дистанция подключения первичных измерительных преобразователей при использовании модемов (радиомодемов) составляет 8 км, по линиям связи до 1200 м.
Рисунок 1. Внешний вид измерителей ИМПМ-ЯМАЛ.
1 - преобразователь метеорологической оптической дальности, 2 - преобразователь высоты облаков, 3 - преобразователь скорости и направления воздушного потока, 4 - преобразователь температуры и влажности воздуха, 5 - модуль преобразователей измерительных, 6 - модуль управления, 7 -преобразователь атмосферного давления, 8- монитор, 9 - устройство бесперебойного питания, 10 -линии связи, 11, 12 -антенна.
Рисунок 2. Схема пломбирования измерителя ИМПМ-ЯМАЛ.
1 - пломбы на модуле преобразователей измерительных.
Программное обеспечение
Измерители ИМПМ-ЯМАЛ имеют программное обеспечение «ИМПМ-ЯМАЛ», которое состоит из встроенного ПО «СопуеЛег» и автономного ПО «ИМПМ-ЯМАЛ» и является полностью метрологически значимым. Встроенное ПО («Converter») установлено в модуле преобразователей измерительных и обеспечивает сбор, обработку, передачу данных на ПК.
Автономное ПО «ИМПМ-ЯМАЛ» установлено в модуле центрального устройства и обеспечивает сбор, отображение, анализ, архивирование результатов измерений, создание и передачу метеорологических сообщений, самопроверку систем. Автономное ПО «ИМПМ-ЯМАЛ» состоит из программных модулей. Программные модули обеспечивают обработку информации от измерительных каналов измерителей и производят дополнительные расчеты такие как точка россы, боковая скорость ветра, тенденция атмосферного давления. Для идентификации программного обеспечения используются данные из таблицы 1.
Идентификационные данные программного обеспечения (Таблица 1)
Таблица 1
| Идентифика-ционное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| «impm_yamal» | 1.1 | 37e183a451cace6b12bd 471b326a1bf0 | md5 |
| «converter.hex» | 2.2 | 8c89cdb6336fc98f0f6cb a38225cfb59 | md5 |
Уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных
изменений соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Влияние программного обеспечения учтено при нормировании метрологических характеристик.
Состав первичных измерительных преобразователей в измерителях ИМПМ-ЯМАЛ. Таблица 2
| Наименование канала измерений | Модификации ИМПМ- ЯМАЛ |
| ИМПМ - ЯМАЛ-01 | ИМПМ-ЯМАЛ-02 | ИМПМ-ЯМАЛ-03 |
| Канал измерений влажности и температуры воздуха | HMP155 | HMP155 | HMP155 |
| Канал измерений скорости и направления воздушного потока | RM Young 05103 ИПВ-01 | RM Young 05103 ИПВ-01 | _ |
| Канал измерений атмосферного давления | БРС-1М-1 РТВ330 | БРС-1М-1 РТВ330 | БРС-1М-1 РТВ330 |
| Канал измерений высоты облаков | CL31 | _ | _ |
| Канал измерений метеорологической оптической дальности | FS11/FS11P | _ | _ |
Технические характеристики
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| 1 | 2 |
| Диапазон измерений температуры воздуха, °C | от минус 69 до 60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха, °C: -в диапазоне от минус 69 до 20°С включительно; -в диапазоне свыше 20 до 60°С. | ± (0,226-0,0028 t); ± (0,055+0,0057 t) где t- температура окружающей среды |
| Диапазон измерений относительной влажности воздуха, % | от 1 до 100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительной влажности воздуха, %: -в диапазоне от 1 до 90% включительно; -в диапазоне свыше 90 до100%. | ± 3 ± 4 |
| Диапазон измерений скорости воздушного потока (ИПВ-01), м/с | от 0,5 до 80 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений скорости воздушного потока: -абсолютной в диапазоне от 0,5 до 6 м/с, включительно, м/с; -относительной в диапазоне свыше 6 до 80 м/с, % | ± 0,5 ± 5 |
| Диапазон измерений направления воздушного потока (ИПВ-01), градус | от 0 до 360 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус: -в диапазоне от 0,5 до 1 м/с включительно; -в диапазоне свыше 1 до 80 м/с. | ± 10 ± 3 |
| Диапазон измерений скорости воздушного потока (RM Young 05103), м/с | от 0,5 до 60 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений скорости воздушного потока: -абсолютной в диапазоне от 0,5 до 17 м/с включительно, м/с; -относительной в диапазоне свыше 17 до 60 м/c, % | ± 0,5 ± 3 |
| Порог чувствительности, не более, м/с | 0,4 |
| Момент трения на оси преобразователя, мкН/м | 60 |
| Диапазон измерений направления воздушного потока (RM Young 05103), градус | от 0 до 360 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус | ± 3 |
| Порог чувствительности, не более, м/с | 1 |
| Момент трения на оси преобразователя, мкН/м | 120 |
| Диапазон измерений атмосферного давления (PTB330), гПа | от 500 до 1100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления (PTB330), гПа | ± 0,15 |
Продолжение таблицы 3
| Диапазон измерений атмосферного давления (БРС-1М-1), гПа | от 600 до 1100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления (БРС-1М-1), гПа | ± 0,33 |
| Диапазон измерений высоты облаков, м | от 10 до 2000 |
| Диапазон показаний высоты облаков, м | от 10 до 7500 |
| Пределы допускаемой погрешности измерений высоты облаков: - абсолютной в диапазоне от 10 до 100 м включительно, м - относительной в диапазоне свыше 100 до 2000 м, % | ± 10 ± 10 |
| Диапазон измерений метеорологической оптической дальности, % | от 0 до 100 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений, метеорологической оптической дальности, %: | ± 5 |
| Электрическое питание от сети переменного тока: -напряжение, В -частота, Гц | 220 ± 22 55 ± 5 |
| Максимальная потребляемая мощность, Вт | 2500 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 8000 |
| Срок службы, лет | 8 |
| Условия эксплуатации: - температура воздуха,0С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, гПа - скорость воздушного потока, м/с | от минус 50 до 50 от 0 до 100 от 600 до 1100 до 60 |
| Габаритные размеры, масса | длина, мм | ширина, мм | высота, мм | диаметр, мм | масса, кг |
| Модуль управления | 500 | 150 | 200 | | 5 |
| Измерители влажности и температуры HMP155 | _ | _ | 235 | 24 | 0,18 |
| Измерители параметров ветра ИПВ-01 | _ | _ | 500 | 300 | 2,50 |
| Первичные преобразователи параметров воздушного потока RM Young 05103 | 570 | _ | _ | 51 | 2,00 |
| Барометры цифровые PTB330 | 183 | 116 | 71 | _ | 1,50 |
| Барометры рабочие сетевые БРС-1М-1 | 205 | 180 | 65 | _ | 2,00 |
| Измерители высоты облаков CL31 | 245 | 220 | 1190 | _ | 18,50 |
| Нефелометры FS11/FS11P | 500 | 900 | 2800 | _ | 37,00 |
| Преобразователи измерительные ADAM | 150 | 80 | 40 | _ | 0,10 |
| Преобразователи измерительные ICON | 150 | 80 | 40 | _ | 0,10 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководства по эксплуатации типографским методом и методом гравировки на пластину, которая крепится на модуль управления.
Комплектность
1. Измеритель ИМПМ - ЯМАЛ в составе: (комплектуется по заказу) 1 шт.
1.1 Модуль управления 1 шт.
1.2 . Модуль измерения сбора и передачи данных 1 шт.
1.3 Модуль преобразователей измерительных 1 шт.
2. Руководство по эксплуатации АНДС.416136.001РЭ 1 шт.
4. Методика поверки МП 2551-0132-2014 1 шт.
5. Комплект ЗИП 1 шт.
Поверка
осуществляется по методике поверки МП 2551-0132-2014 «Измерители метеорологических параметров многофункциональные ИМПМ - ЯМАЛ», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИ-ИМ им. Д.И.Менделеева» 12.04.2014 года.
Перечень эталонов, применяемых при поверке:
1. Государственный специальный эталон единицы скорости воздушного потока ГЭТ 150-2012, диапазон от 0,05 м/с до 100 м/с, диаметр рабочего участка 700 мм, расширенная неопределенность (коэффициент охват k=2) (0,00032+0,002V) м/с, диапазон от 0 до 360 градусов, погрешность ± 0,5 градуса.
2. Комплект имитаторов КИ-01, диапазон от 20 до 999 об/мин, от 200 до 15000 об/мин, погрешность ± 1 об/мин, диапазон от 0 до 360 градусов, погрешность ± 1 градус.
3. Барометр образцовый переносной БОП-1М-2, диапазон от 5 до 1100 гПа, погрешность ± 0,1 гПа.
4. Термостат Quick Cal диапазон от минус 15 до 150°С, нестабильность поддержания с погрешностью ± 0,4 °С.
5. Термометр сопротивления эталонный ЭТС-100, диапазон от минус 196°С до 660°С, погрешность ± 0,02 °С.
6. Калибратор влажности HMK15, диапазон 11 %, 33 %, 75 %, 97 %, погрешность ± 1,3 %, ± 1,2 %, ± 1,5 %, ± 2,0%.
7. Термогрометр ИВА-6Б, исполнение 2П, диапазон от 0 % до 98 %, погрешность ± 1 %.
8. Камера климатическая Votsch VT7004, диапазон от минус 70 °С до 180 °С, нестабильность поддержания с погрешностью ± 2 °С.
9. Климатическая камера КТК-3000, диапазон от минус 50 °С до 100 °С, нестабильность поддержания с погрешностью ± 2 °С; диапазон от 10 % до 98 %, нестабильность поддержания с погрешностью ± 3 %.
10. Комплект поверочный FSA11, диапазон измерений метеорологической оптической дальности от 0 до 100 %, погрешность ± 3 %.
11. Дальномер лазерный Leica DISTO A5, диапазон от 0,05 до 200 м, погрешность ± 2 мм в диапазоне от 0,05 до 30 м включительно, ± 10 мм в диапазоне свыше 30 до 200 м
12. Комплекс ADAM-4000, диапазоны входных сигналов: ± 1 В, от 0 до 20 мА, погрешность по току 0,2 %; по напряжению 0,1 %.
Сведения о методах измерений
Приведены в руководстве по эксплуатации «Измеритель метеорологических параметров многофункциональный ИМПМ -ЯМАЛ».
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 52931-2008. Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
2. ГОСТ 8.558-09 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
3. ГОСТ 8.547-09 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений влажности газов.
4. ГОСТ 8.223-76 ГСИ. Государственный специальный эталон и общесоюзная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 2,7« 102...4000 402 Па.
5. ГОСТ 8.542-86 ГСИ. Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока.
6. 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.
7. ГОСТ Р 8.763-2011 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне от 1-10’9 до 50 м и длин волн в диапазоне от 0,2 до 50 мкм.
8. Технические условия «Измерители метеорологических параметров многофункциональные - ИМПМ-ЯМАЛ» ТУ-4313-026-46252540-2014.
Рекомендации к применению
осуществление деятельности в области гидрометеорологии.
