Назначение
Приборы К719МС (далее - приборы) предназначены для измерений значений разности электрических потенциалов постоянного электрического поля в морской воде при проведении стендовой обработки и приемочных испытаний образцов вооружения и военной техники (ВВТ) в соответствии с требованиями действующих руководств и применяются на объектах сферы обороны и безопасности.
Описание
Принцип действия приборов основан на возникновении разности электрических потенциалов (РЭП) на электродах, при прохождении измеряемого объекта в месте расположения электродов. Значения РЭП измеряются относительно потенциала, создаваемого на нулевом электроде, также расположенным в морской воде вне зоны воздействия измеряемого объекта.
В приборе предусмотрено два режима работы: стационарный режим с использованием пяти измерительных электродов и двух нулевых и режим буксировки с использованием двух нулевых электродов, один из которых является измерительным и подключается к измерительному каналу, второй нулевой электрод используется для измерения электрического потенциала в «нулевой» точке акватории. В режиме буксировки программная компенсация переменной составляющей электрических помех, воздействующих на электроды, не производится.
Сигналы измерительного и нулевого электродов каждого канала по кабелям подаются на вход дифференциального усилителя, обеспечивающего формирование разностного сигнала. Этот сигнал усиливается и подается на вход аналогово-цифрового преобразователя (ЛЦП), совмещенного с микропроцессором. После предварительной обработки полученные результаты от измерительных и компенсационных каналов собираются кон троллером платы измерения, формируются в пакет и передаются в персональный компьютер по интерфейсу USB или RS-232. Окончательная обработка, графическая индикация и сохранение результатов измерений производится в ПЭВМ (ПК).
Для выпуска приборов из производства, контроля работоспособности, проведения первичной и периодической поверок в приборе имеется встроенная мера электрического напряжения (ВМЭН), обеспечивающая подачу фиксированного напряжения в разрыв каждого измерительного канала (ИК). Управление ВМЭН осуществляется от ПК.
Приборы выполняют следующие функции:
- измерение РЭП постоянного электрического поля одновременно по пяти ИК;
- графическое представление результатов измерений по каждому ИК;
- введение отметок характерных точек в процессе выполнения измерений;
- запись результатов измерений и служебной информации на жесткий магнитный диск и внешний носитель информации;
- распечатку измерительной и служебной информации на печатающее устройство;
- контроль работоспособности ИК и контроль степени зарядки источников автономного электрического питания (ИАП);
- поверку измерительных каналов прибора на месте его эксплуатации с помощью
вмэн.
Приборы состоят из надводной части, работающей в закрытых отапливаемых помещениях, и подводной части, работающей в морской воде.
В надводную часть прибора входят: пульт измерительный, коробка соединительная, блок питания (БП), ПК, принтер, манипулятор, фильтр сетевой, кабели соединительные.
В подводную часть прибора входят: семь электродов (пять измерительных и два нулевых), три катушки с подводными кабелями, катушка с коробкой соединительной и кабелем магистральным; семь катушек для намотки фалов; кабели подводные; поплавки, фалы, устройство стабилизирующее, устройство для намотки фалов, двадцать три марки и восемь грузов.
Подводная часть
Электрод
Электроды К719/Э приборов предназначены для измерений значений потенциала электрического поля в морской воде в месте расположения каждого электрода и передачи измеренных значений потенциала через кабельную лини связи на ПИ.
В состав прибора входят пять измерительных и два нулевых электрода. Все электроды имеют одинаковое устройство и принцип действия.
Электрод представляет собой замкнутую полость, заполненную 3,0 % раствором NaCl. В растворе размещены два цилиндрических хлорсеребряных чувствительных элемента.
На торцевой поверхности электрода расположены три отверстия. В одно вклеен керамический фильтр, обеспечивающий электрическую и химическую связь между внутренней полостью электрода и точкой измерений. Два других отверстия, закрытые резиновыми прокладками, предназначены для выравнивания внутреннего и наружного давлений при погружении электрода в воду. При изготовлении эти отверстия используются для заливки полости электрода раствором NaCl.
Коробка соединительная (КС)
КС К719/КС предназначена для объединения кабельных линий от пяти измерительных электродов в одну кабельную линию при размещении измерительных электродов на акватории в стационарном режиме.
Коробка соединительная состоит из магистрального кабеля марки НРШМ 5 х 1 длиной 450 м (по особому заказу может быть увеличена до 2000 м), сварного латунного корпуса и крышки. На дне корпуса расположены пять кабельных гнезд одноштырьковых герметичных штепсельных разъемов, с помощью которых осуществляется подключение измерительных электродов. На боковой стороне корпуса имеется гнездо с сальником для ввода магистрального кабеля.
Катушки
Катушки с кабелями К719/К1 - К719/К4 предназначены для размещения кабелей, соединяющих электроды с надводной частью прибора.
На катушке К719М/КЗ расположен магистральный кабель, который через коробку соединительную подводной части соединяется с измерительными электродами.
На катушках К719/К1, К719/К2 расположены подводные кабели 5ПИ.500.346 и 5ПИ.500.346-01, соответственно, которые в стационарном режиме работы прибора соединяются с нулевыми электродами.
На катушке К719/К4 расположены подводные кабели 5ПИ.500.346-02 и 5ПИ.500.346-03, которые в режиме буксировки соединяются с нулевыми электродами.
Катушки К719/К предназначены для намотки фалов.
Подводные кабели
Кабель К719/КБ6 подсоединяет магистральный кабель, расположенный на катушке К719/КЗ, к КС надводной части.
Кабели К719/КБ5 подсоединяют кабели 5ПИ.500.346 и 5ПИ.500.346-01, расположенные на катушках К719/К1, К719/К2, к КС надводной части.
Устройство для намотки фалов
Устройство для намотки фалов К719/НУ предназначено для намотки фалов на съемные катушки К719/К.
Устройство стабилизирующее
Устройство стабилизирующее К719/СУ предназначено для исключения рыскания электродов при их буксировке.
Поплавки, фалы, грузы, .марки, вехи
Поплавки, фалы, грузы, вехи предназначены для размещения измерительных и нулевых электродов на акватории при различных способах их размещения.
Надводная часть
Пульт измерительный (ПИ)
ПИ выполнен в металлическом брызгозащищенном корпусе и имеет разъемы для подключения к КС надводной части. БП и ПК по интерфейсу USB или RS-232.
ПИ предназначен для приема, усиления и фильтрации входных сигналов, поступающих от подводной части, реализации процедуры аппаратной компенсации помех, воздействующих на электроды, преобразования измерительной информации в последовательный цифровой код, пропорциональный измеренному значению РЭП, и передачи результатов преобразования в ПК для дальнейшей обработки.
ПИ включает:
- семь одинаковых каналов усиления и аналого-цифрового преобразования;
- семиканальную ВМЭН, состоящую из общей для всех каналов меры и семи коммутирующих устройств;
- устройство управления и связи с ПК, осуществляющее преобразование последовательного кода в вид, соответствующий стандартам интерфейса USB и R.S-232, и формирование соответствующих указанным интерфейсам управляющих сигналов.
Пять из семи модулей АЦП используются для преобразования сигналов, поступающих от измерительных электродов.
Два модуля АЦП используются при работе в стационарном режиме для реализации алгоритма программной компенсации переменной помехи.
Блок питания
БП выполнен в металлическом брызгозащищенном корпусе и имеет кабели с разъемами для подключения к ПИ и сети 220 В 50 Гц. Блок питания предназначен для электрического питания ПИ - в основном режиме от электрической сети переменного тока 220 В, 50 Гц, а также в режиме автономного питания от встроенного в БП источника автономного питания. Перевод работы прибора с сетевого электрического питания на автономное и наоборот осуществляется автоматически при пропадании (появлении) напряжения сети 220 В, 50 Гц.
Коробка соединительная надводной части
КС надводной части выполнена в металлическом брызгозащищенном корпусе и имеет разъемы для подключения ПИ к подводной части прибора в двух режимах (стационарном и буксировки).
ПЭВМ
ПК осуществляет преобразование и вторичную обработку измерительной информации в соответствии с заданной программой. ПК, в соответствии с программным обеспечением обеспечивает функционирование прибора во всех режимах работы, в том числе поверки, представление результатов измерений, выбор максимальных и минимальных значений результатов измерений для каждого электрода и вычислительные операции для компенсации помехи.
Кабели
Кабель К719МС-КБ2 служит для подключения ПИ к ПК по интерфейсу RS-232, К719МС-КБЗ - по интерфейсу USB.
Кабель К719МС-КБ1 служит для подключения КС надводной части к ПИ в стационарном режиме, К719МС-КБ4 - в режиме буксировка.
По условиям эксплуатации приборы соответствуют группам 2.1.1 (надводная часть), 2.1.3 (переходные устройства от подводной к надводной части прибора), 2.1.5 (подводная часть) по ГОСТ РВ 20.39.304-98.
Технические характеристики
Диапазон измерений РЭП постоянного электрического поля, мВ.....от минус 300 до 300.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений ИК при значениях РЭП от минус 0,1 до 0,1 мВ, мкВ
Пределы допускаемой относительной погрешности измерений ИК, %:
- при значениях РЭП от минус 1,0 до минус 0,1 мВ и от 0.1 до 1,0 мВ
- при значениях РЭП от минус 300 до минус 1,0 мВ и от 1,0 до 300 мВ
Ц ена единицы наименьшего разряда отображения измерительной информации, мкВ... 1.
Неравномерность АЧХ ИК в диапазоне частот от 0 до 0.5 Гц относительно базовой частоты 0 Гц, %
Время реакции на воздействие на вход ИК сигнала перепада напряжения положительной полярности 300 мВ, с, не более
Диапазон дрейфа нуля ИК за 20 минут непрерывной работы, мкВ
Диапазон значений остаточной ЭДС при компенсации постоянной ЭДС электродов и постоянной составляющей электрических помех в диапазоне значений ЭДС от минус 15 до 15 мВ, мкВ
Коэффициент подавления при компенсации переменной составляющей электрических помех в диапазоне частот от 0 до 1 Гц, имеющих амплитудные значения напряжения до 60 мВ, не менее
ВМЭН обеспечивает воспроизведение сигналов напряжения постоянного тока, имеющих фиксированные значения напряжения положительной и отрицательной полярности, мВ.................................................................................................0,03; 0,3; 3; 30; 300.
Пределы допускаемой относи тельной погрешности воспроизведения напряжения при значениях напряжения, %:
- минус 0,03 и 0,03 мВ
- минус 0,3 и 0,3 мВ
- минус 300, минус 30, минус 3, 3, 30, 300 300 мВ
Пределы допускаемой разности потенциалов между первым нулевым электродом и любым другим электродом, мВ
Значение сопротивления между первым нулевым электродом и любым другим электродом при солености воды (30 ± 5) %о, кОм, не более
Электрическое сопротивление изоляции электрода относительно среды размещения, МОм, не менее
Электрическое сопротивление изоляции штырей разъемов КС подводной части относительно друг друга и относительно корпуса, МОм, не менее
Электрическое сопротивление изоляции жил соединительных кабелей с герметичными разъемами относительно корпуса разъема, МОм, не менее
Электрическое сопротивление изоляции штырей разъемов КС надводной части относительно корпуса и относительно друг друга, МОм, не менее
Напряжение питания от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц, В..............220 ± 22.
При отсутствии напряжения сети 220 В питание осуществляется в режиме автономного питания:
- ПИ - от встроенного в БП ИАП;
- ПК - от встроенной аккумуляторной батареи.
Время непрерывной работы, ч, не менее:
- при питании от сети переменного тока
- при питании от полностью заряженных ИАП
Время подготовки к работе (без учета времени подготовки электродов и установки подводной части), мин, не более
Потребляемая мощность, ВА, не более
Переходное сопротивление устройств зануления и заземления надводных частей установки, Ом, не более
Электрическое сопротивление изоляции цепей сетевого питания не менее 20 МОм при нормальных значениях влияющих величин, не менее 5 МОм при температуре 35 °C и не менее 1 МОм при повышенной влажности.
Изоляция электрических цепей сетевого питания при нормальных значениях влияющих величин выдерживает в течение 1 минуты действие испытательного напряжения переменного тока со среднеквадратическим значением 1,0 кВ часто гой (50 ± 1) Гц.
Вероятность безотказной работы надводной части за 20 ч, не менее..........................0,95.
Назначенный срок службы, лет, не менее..........................................................................10.
Назначенный ресурс, ч, не менее..................................................................................10000.
Приборы сохраняют свою работоспособность:
- после воздействия на его подводную часть гидростатического давления до 800 к! 1а;
- при изменении температуры воздуха, окружающего надводную часть прибора от 0 до 40 °C;
- при воздействии на надводную часть влажности 98 % при температуре 35 °C;
- во время воздействия на надводную часть синусоидальной вибрации с амплитудой ускорения до 2g в диапазоне частот от 1 до 60 Гц;
- после воздействия на надводную часть, за исключением соединительных кабелей, в выключенном состоянии механического удара одиночного действия с пиковым ударным ускорением 1 5g и длительностью действия ударного ускорения 1,0 мс;
- после пребывания (электроды без рабочей жидкости в сухом состоянии), в нерабочем состоянии при температуре от минус 50 до 70 °C.
КС надводной части сохраняет свою работоспособность после воздействия синусоидальной вибрации с амплитудой ускорения до 2g в диапазоне частот от 1 до 60 Гц.
Электроды сохраняют свои характеристики после трехкратного удара о твердое основание при отведении их на расстояние 1 м при длине подвеса 3 м.
Устройства надводной части прибора имеют брызгозащищенное исполнение.
Прибор в упаковке для транспортирования выдерживает без повреждений транспортную тряску с ускорением 30 м/с2 и частотой ударов от 80 до 120 в минуту.
Рабочие условия эксплуатации для надводной части:
- температура окружающей среды, °C...................................................................от 0 до 40;
- относительная влажность воздуха при температуре 35 °C, %..................................до 98;
- атмосферное давление, кПа...........................................................................от 84 до 106,7.
Рабочие условия эксплуатации для подводной части:
- температура окружающей среды, °C........................................................от минус 4 до 35;
- гидростатическое давление, кПа, не более....................................................................500.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится в правом верхнем углу на ПИ на металлической пластине с соответствующей гравировкой и на эксплуатационную документацию методом нанесения факсимильного оттиска изображения знака.
Комплектность
В комплект поставки входят: прибор К719МС, программное обеспечение на компакт-диске, одиночный комплект ЗИП, комплект эксплуатационной документации, методика поверки.
Поверка
Поверка приборов К719МС проводится в соответствии с документом «Прибор К719МС. Методика поверки ЗПИ.487.114 Д5», утвержденным начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в декабре 2006 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: нановольтметр цифровой постоянного тока В2-38 (ТГ2.701.021 ГУ -Рабочий эталон 3-го разряда по ВПС-18); встроенная мера электрического напряжения (ВМЭН) - Рабочий эталон «Ведомственная поверочная схема ВМФ РФ для СИ РЭП в жидкой проводящей среде в диапазоне частот от 0 до 6300 Гц», вольтметр универсальный цифровой быстродействующий В7-43 (ТГ'2.710.026 ТУ), генератор сигналов специальной формы Г6-36 (ЕХЗ.211.036 ТУ), секундомер механический СОПпр-2а-3-000 (ТУ 25-1894.003-90), мегомметр М4100/1-4 (ТУ 25-042131-78).
Межповерочный интервал - 1 год. Межповерочный интервал встроенной меры электрического напряжения - 2 года.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39.304-98.
МИ 2440-97. «Рекомендации ГСИ. Методы экспериментального определения и контроля характеристик измерительных каналов систем и измерительных комплексов».
Ведомственная поверочная схема ВМФ для средств измерений разности электрических потенциалов в жидкой проводящей среде в диапазоне частот 0 - 6300 Гц.
ТУ 25-75(ЗГ1И.487.114)-2005. «Прибор К719МС. Технические условия».
Заключение
Тип приборов К719МС утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен при выпуске из производства и в эксплуатации.
