Назначение
Профилемеры метеорологические температурные МТР-5 предназначены для дистанционного измерений термодинамической температуры атмосферы в зависимости от высоты (профиля термодинамической температуры атмосферы).
Описание
Принцип действия профилемера метеорологического температурного МТР-5 (далее -профилемер МТР-5) основан на преобразовании теплового излучения атмосферы в пропорциональное значение напряжения постоянного тока.
Профилемер МТР-5 выполняет термическое зондирование пограничного слоя атмосферы. Термическое зондирование пограничного слоя осуществляется приемом собственного теплового радиоизлучения атмосферы на различных зенитных углах в максимуме полосы поглощения кислорода на частоте 56,6 ГГц.
Профилемер МТР-5 состоит из измерительного блока, датчика внешней температуры с метеозащитой, блока питания и основания для установки прибора (установочной платформы).
В состав измерительного блока входят: микроволновый приемник теплового излучения атмосферы, антенная система, метеозащита с радиопрозрачным окном.
В состав антенной системы входит рупорная антенна, сканирующее устройство с шаговым двигателем, зеркало-рефлектор, оптоэлектрические датчики положения рефлектора.
Прием теплового излучения атмосферы с разных зенитных направлений в диапазоне от 0 до 90о проводится путем механического вращения зеркала-рефлектора, установленного на одной геометрической оси с неподвижной рупорной антенной.
Излучение атмосферы, интенсивность которого пропорциональна радиояркостной температуре, для каждого зенитного направления последовательно подается на вход приемника, где преобразуется в пропорциональное значение напряжения постоянного тока.
Усиленные и продетектированные сигналы подаются на вход платы микропроцессора, связанной с персональным компьютером (далее - ПК).
Измеренные сигналы с помощью устанавливаемого с CD-ROM, входящего в комплект поставки, программного обеспечения (далее - ПО) преобразуются в профиль термодинамической температуры атмосферы.
Минимальные системные требования к ПК:
- операционная система Windows’9x, Windows 2000;
- процессор Pentium 1 ГГц и выше;
- наличие свободного места на жестком диске более 3 ГБ.
Внешний вид профилемера МТР-5 представлен на рисунке 1.
Элементы профилемера МТР-5, влияющие на метрологические характеристики, защищены от несанкционированного доступа при помощи пломбирования (наклеек) и лакокрасочного покрытия.
Место пломбирования профилемера МТР-5 от несанкционированного доступа представлено на рисунке 1.
1 - блок измерительный
2 - установочная платформа (основание)
3 - датчик внешней температуры с метеозащитой
4 - комплект соединительных кабелей
5 - блок питания
Рисунок 1 - Общий вид профилемера МТР-5
Программное обеспечение
ПО устанавливается на ПК, функционирует в операционной системе семейства Windows, которая доступна пользователю.
ПО выполняет функции:
- обеспечения алгоритма измерений и калибровочных процедур;
- сохранения результатов измерений;
- контроль показаний датчиков измерительной системы и обеспечение технологии самотестирования.
Защита ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «средний» по Р 50.2.077-2014.
Идентификационные данные (признаки) метрологически значимого ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные (признаки) ПО профилемера МТР-5
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | МТР5РЕ.ехе |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 14.4.20120406 |
| Цифровой идентификатор ПО | 1 062 912 (размер файла в байтах) |
Технические характеристики
Метрологические характеристики профилемеров МТР-5 приведены в таблице 2.
Таблица 2 - Метрологические характеристики профилемеров МТР-5
| Наименование характеристики | Значение |
| Доверительные границы (при доверительной вероятности Р = 0,95) абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры приземного слоя атмосферы внешним датчиком температуры профилемера МТР-5, °С | ±0,35 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Нелинейность градуировочной характеристики микроволнового приемника теплового излучения атмосферы, % | ±5 |
| Чуствительность микроволнового приемника теплового излучения атмосферы при постоянной времени т =1, К | 0,1 |
| Относительная нестабильность коэффициента передачи микроволнового приемника теплового излучения атмосферы в рабочих условиях эксплуатации за 18 часов, % | ±0,5 |
| Центральная частота микроволнового приемника теплового излучения атмосферы, ГГц | 56,6±0,1 |
| Ширина амплитудно-частотной характеристики микроволнового приемника теплового излучения атмосферы по уровню минус 10 дБ, ГГц | 0,6 |
| Ширина диаграммы направленности антенной системы по уровню минус 3 дБ, не более | 3° |
| Диапазон измерений радиояркостной температуры, К | от 224 до 324 |
| Доверительные границы абсолютной погрешности измерений радиояркостной температуры атмосферы (при доверительной вероятности Р = 0,95), К | ±1,2 |
| Диапазон измерений термодинамической температуры атмосферы, °С | от - 50 до + 50 |
| Доверительные границы абсолютной погрешности измерений термодинамической температуры атмосферы (при доверительной вероятности Р = 0,95), °С | ±2,5 |
| Диапазон высот измерений профиля термодинамической температуры атмосферы от уровня установки, м | от 0 до 1000 |
| Пределы допускаемой относительной погрешности определения высоты измеряемых слоев атмосферы, % | ±25 |
| Дискретность представления профиля термодинамической температуры атмосферы, м, не более: - в диапазоне высот от 0 до 100 м - в диапазоне высот св. 100 до 1000 м | 25 50 |
| Длительность однократного цикла измерений профиля термодинамической температуры атмосферы, мин, не более | 5 |
| Стабильность поддержания температуры системы терморегулирования, °С | 40±2 |
Основные технические характеристики профилемеров МТР-5 приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Основные технические характеристики профилемеров МТР-5
| Наименование характеристики | Значение |
| Время установления рабочего режима после включения питания, мин, не более | 60 |
| Параметры электрического питания: - напряжение переменного тока, В | 230 ± 23 |
| - частота переменного тока, Гц | 50 ± 1 |
| Масса измерительного блока, кг, более | 25 |
| Габаритные размеры измерительного блока, мм, не более: - длина | 810 |
| - диаметр | 390 |
| Наименование характеристики | Значение |
| Рабочие условия применения: о - температура окружающего воздуха, С - атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) - относительная влажность воздуха при температуре +25 С, %, не более | от -50 до +50 от 84,0 до 106,7 (от 630 до 800) 95 |
Знак утверждения типа
наносится на заднюю панель измерительного блока методом термопечати и на титульный лист документа «Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Руководство по эксплуатации АТМР 416311.001 РЭ» типографским способом.
Комплектность
Комплект поставки профилемеров МТР-5 приведена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность профилемеров МТР-5
| Наименование | Обозначение | Количество |
| Профилемер метеорологический | | |
| температурный МТР-5 в составе: | - | 1 шт. |
| - блок измерительный | АТМР 416311.001.001 | 1 шт. |
| - датчик внешней температуры с метеозащитой | АТМР 416311.001.002 | 1 шт. |
| - блок питания | АТМР 416311.001.003 | 1 шт. |
| - основание | АТМР 416311.001.004 | 1 шт. |
| - кабели соединительные | АТМР 416311.001.005 | 3 шт. |
| Программное обеспечение на CD-ROM | МТР5РЕ.ехе | 1 шт. |
| Руководство по эксплуатации | АТМР 416311.001 РЭ | 1 экз. |
| Паспорт | АТМР 416311.001 ПС | 1 экз. |
| Методика поверки | АТМР 416311.001 МП | 1 экз. |
Поверка
осуществляется по документу АТМР 416311.001 МП «Инструкция. Профилемеры метеорологические температурные МТР-5. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИФТРИ» 15 августа 2017 года.
Основные средства поверки:
- государственный эталон единицы спектральной плотности энергетической яркости и единицы радиояркостной температуры в микроволновой области спектра от 18,1 до 118,3 ГГц УВТ 95-А-2000 (соответствует уровню исходного по ГОСТ 8.525-85), диапазон воспроизводимых значений радиояркостной температуры от 78 до 300 К, нестабильность уровня радиояркостной температуры за 5 часов <0,1 К, погрешность передачи размера единицы радиояркостной яркостной температуры от 0,5 до 2,5 К;
- государственный эталон единицы коэффициента усиления (эффективной площади) направленных антенн с размером апертуры до 40 см УВТ 96-А-2000 (соответствует уровню исходного по ГОСТ 8.525-85), диапазон частот от 54 до 118 ГГц, диапазон воспроизводимых значений коэффициента усиления до 36,9, СКО воспроизведения 0,08 дБ, неисключенная систематическая погрешность 0,13 дБ;
- генератор сигналов Г4-142, регистрационный номер 6890-78 в Федеральном информационном фонде, диапазон частот от 53,57 до 78,33 ГГц, пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты ±1 %;
- ваттметр поглощаемой мощности М3-75 с приемным преобразователем ПП-14, регистрационный номер 10226-85 в Федеральном информационном фонде, диапазон частот от 53,57 до 78,33 ГГц, диапазон измеряемых мощностей от 3 • 10-6 до 10-2 Вт, пределы допускаемой относительной погрешности измерений мощности ±6 %;
- аттенюатор поляризационный Д3-38, регистрационный номер 6188-77 в Федеральном информационном фонде, диапазон частот от 53,57 до 78,33 ГГц, пределы допускаемой погрешности ослабления в диапазоне 0 до 50 дБ ±0,2 •А, где А - величина ослабления, установленная по шкале аттенюатора;
- радиозонд аэрологический малогабаритный АК2, регистрационный номер 32215-07 в Федеральном информационном фонде, диапазон измерений температуры от минус 90 до плюс 50 °С, пределы допускаемой относительной погрешности измерений температуры ±1,8 °С;
- климатическая камера с диапазоном температур от минус 50 °С до плюс 50 °С;
- измеритель-регулятор температуры многоканальный прецизионный МИТ 8.10 с платиновым термометром ТСПВ-2М, регистрационный номер 19736-05 в Федеральном информационном фонде, диапазон измеряемых температур от минус 40 до плюс 40 °С, пределы допускаемой основной абсолютной погрешности ±(0,004 + 10-5-t) °С, где t - измеренная температура в °С;
- секундомер механический типа СОПпр, регистрационный номер 11519-11 в Федеральном информационном фонде, класс 3;
- твердая двуокись углерода («сухой лед») и жидкий азот.
Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых измерителей с требуемой точностью.
Знак поверки наносится в виде наклейки или оттиска клейма поверителя на свидетельство
о поверке.
Сведения о методах измерений
приведены в эксплуатационных документах.
Нормативные документы
МИ 2605-2000 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений плотности энергетической яркости и яркостной температуры в микроволновой области спектра (18,1 - 118,3) ГГц
Профилемер метеорологический температурный МТР-5. Технические условия ТУ 4311-001-66124844-11
69577-17: Методика поверки АТМР 416311.001 МПСкачать9.9 Мб