Назначение
Комплексы метеорологические специальные МКС-М4 (далее комплексы МКС) - предназначены для автоматических измерений метеорологических параметров: температуры воздуха, температуры почвы, относительной влажности воздуха, скорости и направления воздушного потока, атмосферного давления, высоты облаков, метеорологической оптической дальности, количества и интенсивности осадков, высоты снежного покрова, радиационного фона.
Описание
Принцип действия комплексов МКС основан на дистанционном измерении первичными измерительными преобразователями метеорологических параметров. Метеорологические параметры преобразовываются в цифровой код вторичными преобразователями измерительными (контроллерами) и передаются по каналам связи в центральную систему. В центральной системе метеорологические параметры обрабатываются, отображаются на дисплее оператора, регистрируются, архивируются и формируются метеорологические сообщения для передачи их в линию связи.
Комплексы МКС состоят из измерительных каналов, в которые входят первичные измерительные преобразователи метеорологических параметров, вторичные преобразователи измерительные, каналы связи и центральная система.
Конструктивно комплексы МКС построены по модульному принципу.
Модуль измерительный состоит из совокупности первичных измерительных преобразователей метеорологических параметров и вспомогательного оборудования, размещенных на метеоплощадке.
Модуль преобразователей измерительных состоит из вторичных преобразователей измерительных, каналов связи и вспомогательного оборудования, размещаемого совместно с модулем измерительным.
Модуль центральной системы состоит из ПЭВМ, источника бесперебойного питания, модемов (в зависимости от исполнения модемы могут размещаться на метеоплощадке, совместно с каналами связи модуля преобразователей измерительных), специального программного обеспечения (СПО МКС.0001-01), размещенных в основном пункте наблюдений.
Комплексы МКС работают непрерывно (круглосуточно), сообщения о проведенных измерениях передаются через определенные временные интервалы или по запросу. Для обмена информацией комплексы МКС имеют последовательные интерфейсы RS-232, RS-485. Комплексы МКС при использовании модемов могут быть удалены от обслуживающего терминала или ПК на расстояние до 10 км.
Комплексы МКС выпускаются в четырех модификациях МКС-М4-01, МКС-М4-02, МКС-М4-03, МКС-М4-04.
Модификации комплексов МКС отличаются использованием различных преобразователей метеорологических параметров.
Рисунок 1. Комплексы метеорологические специальные МКС-М4.
Пломбирование первичных измерительных преобразователей производиться на заводе-изготовителе.
Пломбирование стойки с аппаратурой, включающей центральную систему, производится при установке комплекса МКС на метеоплощадке в помещении пункта наблюдений.
Рисунок 2. Схема пломбирования комплексов метеорологических специальных МКС-М4.
1 - пломбы на стойке
Программное обеспечение
Комплексы метеорологические МКС-М4 имеют автономное программное обеспечение, которое является метрологически значимым. Программное обеспечение обеспечивает управление работой комплексов МКС-М4, сбор, обработку, отображение и анализ результатов измерений, проверку состояния комплексов МКС-М4, архивирование, регистрацию результатов измерений и формирование метеорологических сообщений.
Идентификационные данные программного обеспечения
Таблица 1
| Наименование программного обеспечения | Идентификационное наименование программного обеспечения | Номер версии (идентификационный номер) программного обеспечения | Цифровой идентификатор программного обеспечения (контрольная сумма исполняемого кода) | Алгоритм вычисления цифрового идентификатора программного обеспечения |
| «АРМ Метеоролог» | 5.5.024.568 | 2.2.3 | BD7DEF1B для файла armmeteo.exe | CRC32 |
Защита программного обеспечения соответствует уровню «С» по МИ 3286-2010.
Состав первичных измерительных преобразователей в модификациях комплексов МКС.
Таблица 2
_________________________Модификации комплексов МКС____________________
| Наименование измерений | МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Первичные измерительные преобразователи |
| Измерений влажности и температуры воздуха | HMP155 | HMP155 | HMP155 | HMP155 |
| Измерений температуры почвы | DTS12G | DTS12G | DTS12G | DTS12G |
| ТСПТ300 | ТСПТ300 | ТСПТ300 | ТСПТ300 |
| Измерений скорости и направления воздушного потока | WM30 | RM Young 05103/ 05103-45 | WM30 | RM Young 05103/ 05103-45 |
| Измерений скорости воздушного потока | WAA151/252 | WAA151/252 | WAA151/252 | WAA151/252 |
| Измерений направления воздушного потока | WAV151/252 | WAV151/252 | WAV151/252 | WAV151/252 |
| Измерений атмосферного давления | РТВ200 | РТВ200 | BARO 1 | BARO 1 |
| РТВ330 | РТВ330 |
| Измерений высоты облаков | CL31 | CL31 | CL31 | CL31 |
| Измерений метеорологической оптической дальности | FS11 | FS11 | FS11 | FS11 |
| Измерений количества и интенсивности осадков | VRG101 | QMR360 | VRG101 | QMR360 |
| Pluvio2 | QMR370 | Pluvio2 | QMR370 |
| Измерений высоты снежного покрова | IRU-9400 | IRU-9400 | IRU-9400 | IRU-9400 |
| Измерений радиационного фона | ИРТ-М | ИРТ-М | ИРТ-М | ИРТ-М |
| Преобразователи измерительные |
| Измерений и преобразований сигналов | QML201B | QML201B | QML201B | QML201B |
Технические характеристики
Таблица 3
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Измерения температуры и относительной влажности воздуха |
| Диапазон измерений температуры воздуха,°C | минус 69-60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха,°C | Для аналогового выхода (напряжение): ± (0,226 - 0,0028 х t)- при температурах свыше -69 °С до +20 °С ± (0,055 + 0,0057 х t)- при температурах свыше +20 °С до +60 °С Для резистивного Pt100: ±(0,1 +0,00167 х t) RS485 выход: ± (0,176 - 0,0028 х t)- при температурах свыше -69 °С до +20 °с ± (0,07 + 0,0025 х t)- при температурах свыше +20 °С до +60 °С |
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Диапазон измерений относительной влажности воздуха, % | 0,8-100 |
| Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений относительной влажности воздуха, % | ±1 в диапазоне (0,8-90) ±1,7 в диапазоне (>90-100) |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности измерений относительной влажности воздуха вследствие влияния температуры, % | ±(1,4 + 0,032 х rh )- при температурах от -69 °С до -20 °С ±(1,0 + 0,008 х rh)- при температурах свыше -20 °С до +40 °C ± (1,2 + 0,012 х rh)- при температурах свыше +40 °С до +60 °C |
| Измерения температуры почвы |
| Диапазон измерений температуры почвы,°С | минус 80-80 | минус 80-80 | минус 80-80 | минус 80-80 |
| минус 50-60 | минус 50-60 | минус 50-60 | минус 50-60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры почвы,°С | ±(0,08+0,005 111 ), где 1-изм. температура почвы | ±(0,08+0,005 111 ), где 1-изм. температура почвы | ±(0,08+0,005 111 ), где 1-изм. температура почвы | ±(0,08+0,005 111 ), где 1-изм. температура почвы |
| ±0,3 | ±0,3 | ±0,3 | ±0,3 |
| Измерения скорости и направления воздушного потока |
| Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с | 0,5-60 | 0,5-60 | 0,5-60 | 0,5-60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости воздушного потока, м/с | ±0,3 в диапазоне (0,5-10) м/с | ±0,3 в диапазоне (0,5-30) м/с | ±0,3 в диапазоне (0,5-10) м/с | ±0,3 в диапазоне (0,5-30) м/с |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений скорости воздушного потока, % | ±2 в диапазоне (>10-60) м/с | ±1 в диапазоне (>30-60) м/с | ±2 в диапазоне (>10-60) м/с | ±1 в диапазоне (>30-60) м/с |
| Диапазон измерений направления воздушного потока, градус | 0-360 | 0-360 | 0-360 | 0-360 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус | ±3 | ±3 | ±3 | ±3 |
| Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с | 0,5-60 | 0,5-60 | 0,5-60 | 0,5-60 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости воздушного потока, м/с | ±(0,4+0,035V), где V-измеренная скорость воздушного потока | ±(0,4+0,035V) где V-измеренная скорость воздушного потока | ±(0,4+0,035V) где V-измеренная скорость воздушного потока | ±(0,4+0,035V) где V-измеренная скорость воздушного потока |
| Диапазон измерений направления воздушного потока, градус | 0-360 | 0-360 | 0-360 | 0-360 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус | ±3 | ±3 | ±3 | ±3 |
| Измерения атмосферного давления |
| Диапазон измерений атмосферного давления, гПа | 500-1100 | 500-1100 | 500-1100 | 500-1100 |
| 600-1100 | 600-1100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления, гПа | ±(0,15^0,45) в зависимости от модификации | ±(0,15^0,45) в зависимости от модификации | ±0,25 | ±0,25 |
| ±0,3 | ±0,3 |
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Измерения высоты облаков |
| Диапазон измерений высоты облаков, м | 0-7500 | 0-7500 | 0-7500 | 0-7500 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений высоты облаков, м | ±10 в диапазоне (0-100) м | ±10 в диапазоне (0-100) м | ±10 в диапазоне (0-100) м | ±10 в диапазоне (0-100) м |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений высоты облаков, % | ±10 в диапазоне (>100-7500)м | ±10 в диапазоне (>100-7500) м | ±10 в диапазоне (>100-7500)м | ±10 в диапазоне (>100-7500) м |
| Измерения метеорологической оптической дальности |
| Диапазон измерений метеорологической оптической дальности, % | 0-100 | 0-100 | 0-100 | 0-100 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений метеорологической оптической дальности, % | ±5 | ±5 | ±5 | ±5 |
| Измерения количества и интенсивности осадков |
| Диапазон измерений количества осадков, мм | 0,2-999 | 0,2-999 | 0,2-999 | 0,2-999 |
| 0,2-1500 | 0,2-999 | 0,2-1500 | 0,2-999 |
| Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества осадков, мм / % | ±0,5 | ±(0,1+0,2/|МИЗМ|), Мизм-измеренная величина осадков | ±0,5 | ±(0,1+0,2/|Мизм|), Мизм-измеренная величина осадков |
| ±5 | ±(0,1+0,2/ |Мизм| ), Мизм-измеренная величина осадков | ±5 | ±(0,1+0,2/|Мизм|), Мизм-измеренная величина осадков |
| Диапазон измерений интенсивности осадков, мм/ч | 0,5-2000 | 0,2-120 | 0,5-2000 | 0,2-120 |
| 12,0-1800 | 0,5-76,2 | 12,0-1800 | 0,5-76,2 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности измерений интенсивности осадков, % | ±5 в диапазоне (0,5-1200) мм/ч ±10 в диапазоне (>1200-2000) мм/ч | ±1 в диапазоне (0,2-30) мм/ч ±5 в диапазоне (>30-120) мм/ч | ±5 в диапазоне (0,5-1200) мм/ч ±10 в диапазоне (>1200-2000) мм/ч | ±1 в диапазоне (0,2-30) мм/ч ±5 в диапазоне (>30-120) мм/ч |
| ±5 | ±1 в диапазоне (0,5-25,4) мм/ч ±5 в диапазоне (>25,4-76,2) мм/ч | ±5 | ±1 в диапазоне (0,5-25,4) мм/ч ±5 в диапазоне (>25,4-76,2) мм/ч |
| Минимальное значение количество осадков, измеряемое осадкоме-ром, мм | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 |
| Измерения высоты снежного покрова |
| Диапазон измерений высоты снежного покрова, м | 0,15-10,67 | 0,15-10,67 | 0,15-10,67 | 0,15-10,67 |
| Пределы допускаемой приведенной погрешности измерений высоты снежного покрова, % | ±0,25 | ±0,25 | ±0,25 | ±0,25 |
| Измерения радиационного фона |
| Диапазон измерения мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения (МЭД) мЗв/ч. | 0,1 - 5105 | 0,1 : 5105 | 0,1 : 5105 | 0,1 : 5105 |
| Наименование характеристики | Значения характеристики |
| МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Пределы допускаемой основной относительной погрешности измерений МЭД гамма-излучения, % | ±20 | ±20 | ±20 | ±20 |
| Электрическое питание от сети переменного тока: -напряжение, В -частота, Гц | 220+22_зз 50±1 | 220+22_зз 50±1 | 220+22_зз 50±1 | 220+22_зз 50±1 |
| Максимальная потребляемая мощность, Вт | 1000 | 1000 | 1000 | 1000 |
| Средняя наработка на отказ, ч | 8000 | 8000 | 8000 | 8000 |
| Срок службы, лет | 10 | 10 | 10 | 10 |
| Г абаритные размеры, масса | длина, мм | ширина, мм | высота, мм | диаметр, мм | масса, кг |
| Измерители влажности и температуры HMP155 | _ | _ | 235 | 24 | 0,18 |
| Термопреобразователи сопротивления DTS12G | _ | _ | 100 | 8 | 0,12 |
| Термопреобразователи сопротивления ТСПТ300 | _ | _ | 160 | 6 | 0,25 |
| Первичные преобразователи параметров ветра WM30 | 357 | 265 | 60 | _ | 0,36 |
| Первичные преобразователи параметров ветра WAA151/252 | _ | _ | 240/260 | 90/90 | 0,57/0,80 |
| Первичные преобразователи параметров ветра WAV151/252 | _ | _ | 300/355 | 90/90 | 0,66/0,85 |
| Первичные преобразователи параметров воздушного потока RM Young 051030/5103-45 | 570 | _ | _ | 51 | 2,00 |
| Барометры цифровые PTB330 | 183 | 116 | 71 | _ | 1,50 |
| Барометры цифровые PTB200 | 145 | 120 | 65 | _ | 1,00 |
| Преобразователи давления Barol | 82 | 25 | 14 | _ | 0,90 |
| Измерители высоты облаков CL31 (в защитном колпаке) | 245 | 220 | 1190 | _ | 18,50 |
| Нефелометры FS11 | 900 | _ | 2800 | _ | 37,00 |
| Осадкомеры Pluvio2 | _ | _ | 670 | 450 | 15,00 |
| Осадкомеры VRG101 | _ | _ | 950 | 400 | 20,50 |
| Осадкомеры QMR360/QMR370 | _ | _ | 460/460 | 203/203 | 2,70/2,70 |
| Измерители высоты снежного покрова IRU9400 | _ | _ | 92 | 7 | 0,25 |
| Преобразователи измерительные QML201B | 202 | 95 | 60 | _ | 0,44 |
| Общая масса модификаций, кг МКС-М4-01 МКС-М4-02 МКС-М4-03 МКС-М4-04 | | | | | |
| | | | 340 |
| | | | 330 |
| | | | 340 |
| | | | 350 |
| Условия эксплуатации комплексов -температура окружающего воздуха, °С -относительная влажность воздуха, % -атмосферное давление, гПа -скорость воздушного потока, м/с | минус 40 - 50 0 - 100 600 - 1100 до 60 |
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист руководство по эксплуатации типографским методом и на корпус центральной системы комплексов МКС способом гравировки.
Комплектность
Таблица 4
| Наименование | Условное обозначение | К- во | МКС-М4-01 | МКС-М4-02 | МКС-М4-03 | МКС-М4-04 |
| Центральная система | ЦС | 1 | 1 | 1 | _ | _ |
| Специальное программное обеспечение | СПО МКС.0001-01 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Измерители влажности и температуры | HMP155 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Термопреобразователи сопротивлений | DTS12G | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| ТСПТ300 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Первичные преобразователи параметров ветра | WM30 | 1 | 1 | _ | 1 | _ |
| WAA151/252 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| WAV151/252 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Первичные преобразователи параметров воздушного потока | RM Young 05103/05103-45 | 1 | _ | 1 | _ | 1 |
| Барометры цифровые | PTB200 | 1 | 1 | 1 | _ | _ |
| PTB330 | 1 | 1 | 1 | _ | _ |
| Преобразователи давления | BARO 1 | 1 | _ | _ | 1 | 1 |
| Измерители высоты облаков | CL31 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Нефелометры | FS11 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Осадкомеры | VRG101 | 1 | 1 | _ | 1 | _ |
| Pluvio2 | 1 | 1 | _ | 1 | _ |
| QMR360/QMR370 | 1 | _ | 1 | _ | 1 |
| Измерители высоты снежного покрова | IRU9429 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Измерители радиационного фона | ИРТ-М | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Преобразователи измерительные | QML201B | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Руководство по эксплуатации | РЭ | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| Методика поверки | МП2551-0067 2011 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Поверка
осуществляется по методике поверки МП 2551-0067-2011 «Комплексы метеорологические специальные МКС-М4», утвержденной ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМ им. Д.И.Менделеева» 12.05.2011 года.
Перечень эталонов, необходимых для поверки:
1. Термометр эталонный ЭТС-100, диапазон (минус 196-666)°С, пг±0,02°С.
2. Термогигрометр ИВА, диапазон (0-100)%, пг±1%.
3. Барометр образцовый переносной БОП-1М диапазон (5-1100) гПа, пг±0,1 гПа.
4. Цилиндры «Klin» 2 класса точности, диапазон (0-10) мл, пг±0,2 мл.
5. Рулетка РК2-30, диапазон (0-1000) мм, кт2.
6. Эталонная аэродинамическая установка с диаметром зоны равных скоростей не менее 400 мм (АДС 700/100), с угломерным устройством (координатным столом), диапазон (0,1-100) м/с, in'±(0),0)1-0),0)1V) м/с, где V-измеренная скорость воздушного потока, диапазон (0-360) градусов, пг±0,5 градусов.
7. Угломер с нониусом, тип 2, ГОСТ 5378-88.
8. Комплект поверочный FSA11, диапазон (0-100)%, пг±3%.
9. Дальномер лазерный Leica DISTO A5, диапазон (0,05 - 200)м, пг±1,5 мм.
Сведения о методах измерений
приведены в руководстве по эксплуатации «Комплексы метеорологические специальные МКС-М4».
Нормативные документы
1. ГОСТ Р 8.596-2002 ГСИ «Метрологическое обеспечение измерительных систем».
2. ГОСТ 8.542-86 ГСИ «Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений скорости воздушного потока».
3. ГОСТ 8.558-93 ГСИ. «Государственная поверочная схема для средств измерений температуры».
4. ГОСТ 8.547-86 ГСИ «Государственный первичный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений относительной влажности газов».
5. ГОСТ 8.223-76 ГСИ «Государственный специальный эталон и государственная поверочная схема для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 2,7 • 102 - 4000 • 102 Па».
6. ГОСТ 8.503-84 ГСИ «Государственная поверочная схема для средств измерений длины в диапазоне 24 - 7500 м».
7. 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».
8. ГОСТ 8.470-82 ГСИ «Государственная поверочная схема для средств измерений объема жидкости».
9. ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия».
10. Технические условия ТУ 4313-001-05450759-2008.
Рекомендации к применению
осуществление деятельности в области гидрометеорологии.
