Назначение
Системы измерительные SODAR MFAS (далее - системы) предназначены для дистанционных измерений профилей трехмерной скорости и направления ветра в нижних слоях атмосферы и применяются в сфере обороны и безопасности на объектах атомной энергетики для мониторинга пограничного слоя атмосферы.
Описание
Принцип действия систем основан на излучении акустических сигналов электроакустическими преобразователями в воздушную среду, приеме и преобразовании отраженных от температурных неоднородностей воздуха акустических сигналов в электрические, преобразовании измерительных сигналов в цифровой код, дальнейшей обработке информации в компьютере и выдаче ее на внешние устройства в виде, удобном для пользователя.
При работе системы акустическая антенна (плоская антенная решетка, сформированная из электроакустических преобразователей) излучает короткие звуковые импульсы, которые претерпевают обратное рассеяние в температурных неоднородностях воздуха. Затем антенна принимает отраженные звуковые импульсы и проводится оценка амплитуды и частоты сигналов обратного рассеяния. Диаграмма направленности антенной решетки формируется в течение времени излучения и приема с помощью управления задержкой по фазе излучаемых и принятых сигналов.
Разрешающая способность по высоте обеспечивается селекцией по дальности, то есть путем учета времени, которое необходимо импульсу для того, чтобы распространиться от антенны до измеряемого слоя и обратно до антенны. Скорость ветра определяется при оценке спектра сигнала обратного рассеяния по доплеровскому сдвигу частоты, являющегося результатом перемещения рассеивающих температурных неоднородностей из-за усредненного воздействия ветра. Спектры определяются путем применения быстрого преобразования Фурье к акустическим сигналам, полученным из различных направлений. В случае, когда излучение и прием сигнала производятся с трех направлений под различными углами, определяется вертикальный профиль трехмерной скорости и направления ветра.
Конструктивно система состоит из акустической антенны (антенной решетки), модуля обработки сигналов и блока питания, преобразующего напряжение сети переменного тока 220 В в напряжение постоянного тока ± 12 В. Системы применяются совместно с управляющим компьютером и специальным программным обеспечением.
Технические характеристики
Количество электроакустических преобразователей........................................................64.
Диапазон рабочих частот, Гц........................................................................от 1650 до 2750.
Разрешение по высоте, м......................................................................................................10.
Максимальное количество частот в импульсной последовательности, штук.................10.
Углы излучения/приема.................................................................................0°; ± 22°; ± 29°.
Верхний предел диапазона высот, м ............................................................ от 500 до 1000.
Примечание - Значение верхнего предела диапазона высот зависит от установленных рабочих параметров и свойств воздушной среды (влажность, облачность, температура, загрязненность и т. д.).
Диапазон измерений горизонтальной скорости ветра, м/с..................................от 0 до 50.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений горизонтальной скорости ветра, м/с
Диапазон измерений вертикальной скорости ветра, м/с.........................от минус 10 до 10.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений вертикальной скорости ветра, м/с.............................................................................................................................................±
Диапазон измерений направления ветра...........................................................от 0 до 360°.
Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления ветра, °
Параметры электропитания: напряжение переменного тока, В..........................................................................................220
частота переменного тока, Гц....................................................................................................50
Потребляемая мощность, ВА, не более
Габаритные размеры (длина х ширина х высота), мм, не более: модуля обработки сигналов.......................................................................................600 х 310 х 180;
акустической антенны................................................................................................742 х 720 х 200;
блока питания..............................................................................................................230 х 200 х 180.
Масса, кг, не более: модуля обработки сигналов
акустической антенны
блока питания
Рабочие условия эксплуатации (по данным фирмы-изготовителя): температура окружающего воздуха, °C.................................................................от минус 40 до 55;
атмосферное давление, кПа..........................................................................................от 84 до 106,7.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на лицевую панель модуля обработки сигналов методом наклейки и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки входят: система измерительная SODAR MFAS, диск со специальным программным обеспечением, техническая документация фирмы-изготовителя, комплект кабелей, методика поверки.
Поверка
Поверка систем проводится в соответствии с документом «Системы измерительные SODAR MFAS фирмы «Scintec AG», Германия. Методика поверки», утвержденным начальником ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в декабре 2008 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: генератор сигналов прецизионный ГЗ-110 (диапазон рабочих частот от 0,01 Гц до 2 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности установки частоты ±3-10'7).
Межповерочный интервал 2 года.
Нормативные документы
Техническая документация фирмы-изготовителя.
Заключение
Тип систем измерительных SODAR MFAS утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации.
