電子探空儀基測(cè)箱功能需求書(shū)

1、電子探空儀基測(cè)箱功能需求書(shū)中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司二。一二年九月、八、八 、亠刖言為規(guī)范電子探空儀基測(cè)箱的研制和生產(chǎn)，中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司組織中國(guó)氣象局氣象探測(cè)中心編寫(xiě)了電子探空儀基測(cè)箱功能需求書(shū)。本需求書(shū)針對(duì)高空氣象觀測(cè)工作中對(duì)探空儀的地面基值測(cè)定需求，主要提出了探空儀基測(cè)箱的總體要求、基本功能、技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則和組成等。探空儀基測(cè)箱的研制、生產(chǎn)、使用必須遵從本功能需求書(shū)。本功能需求書(shū)解釋權(quán)歸中國(guó)氣象局綜合觀測(cè)司。目錄 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1 總體要求 12 組成和工作原理 13 功能要求 23.1總

2、體功能 23.2標(biāo)準(zhǔn)器 23.3飽和鹽及托盤(pán) 33.4測(cè)量顯示電路 33.5通風(fēng)器 33.6檢測(cè)室 33.7數(shù)據(jù)傳輸電路 33.8 濕度零點(diǎn)檢測(cè)器 33.9 探空儀供電電源 33.10 機(jī)箱 . 3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 4 技術(shù)要求 34.1主要技術(shù)指標(biāo) 34.2 可靠性和維修性 54.3電氣安全性. 54.4尺寸和重量. 54.5 環(huán)境適應(yīng)性要求 . 5運(yùn)輸 . 51 總體要求電子探空儀基測(cè)箱提供的氣壓、 溫度和濕度標(biāo)準(zhǔn)值， 應(yīng)符合氣象要素量值傳 遞的要 求，能夠用于 L 波段雷達(dá)探空系統(tǒng)、北斗（或 GPS 衛(wèi)星導(dǎo)航探空系統(tǒng)電 子

3、探空儀的地面 基值測(cè)定?；鶞y(cè)箱溫度和氣壓環(huán)境采用自然大氣條件； 濕度環(huán)境由分子篩、 飽和鹽溶液 產(chǎn)生和 控制，應(yīng)能提供 0%RH 13%RH 34%RH 75%R! 和 98%R 區(qū)種濕度環(huán)境?；鶞y(cè)箱外形應(yīng)美觀， 顏色協(xié)調(diào)， 符合人機(jī)工程學(xué)要求， 產(chǎn)品標(biāo)識(shí)和功能說(shuō) 明標(biāo) 志清晰牢固；基測(cè)箱結(jié)構(gòu)件的裝配應(yīng)準(zhǔn)確、牢固，無(wú)松動(dòng)；被檢探空儀的溫 度、濕度傳感 器及其支架能夠方便地置于檢測(cè)室內(nèi)與溫度元件等高的位置， 放置 后檢測(cè)室應(yīng)達(dá)到密封狀 態(tài)?；鶞y(cè)箱所用電子元器件的可靠性指標(biāo)應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。 對(duì)選用元器件進(jìn) 行老化 和篩選，采用降額使用的方法提高可靠性?；鶞y(cè)箱應(yīng)配備故障檢查軟件，具有自檢功能和故

4、障報(bào)警功能。 基測(cè)箱所采用的標(biāo)準(zhǔn)器 和箱體設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮計(jì)量檢定的要求。2 組成和工作原理 基測(cè)箱由標(biāo)準(zhǔn)器、飽和鹽及托盤(pán)、測(cè)量顯示電路、通風(fēng)器、檢測(cè)室、 數(shù)據(jù)傳 輸電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接傳輸接口（分別與探空儀與計(jì)算機(jī)連接） 、濕度零點(diǎn)檢測(cè)器、 探 空儀供電電源和機(jī)箱等組成?；窘Y(jié)構(gòu)和氣體流程如圖 1 所示?；鶞y(cè)箱的結(jié)構(gòu)應(yīng)為氣流上下循環(huán)式風(fēng)洞， 設(shè)置收縮段和擴(kuò)散段， 保證氣流均 勻、穩(wěn) 定，在不同位置有所需流速的氣流。檢測(cè)室處于箱體的上面，在其上風(fēng)方 向設(shè)置被測(cè)探空 儀溫度和濕度元件支架插入口，插入方便快捷，插口結(jié)實(shí)耐用。 檢測(cè)時(shí)插入口應(yīng)密封。氣壓標(biāo)準(zhǔn)器使用硅壓阻壓力傳感器； 溫度和濕度采用鉑電阻通風(fēng)干

5、濕表傳感 器。鉑 電阻通風(fēng)干濕表干球、 濕球溫度測(cè)量元件與加水槽應(yīng)為一體化結(jié)構(gòu)。 飽和 鹽托盤(pán)由耐腐 蝕材料組成。測(cè) 量-I 電-風(fēng)扇-e和鹽及汩圖i電子探空儀基測(cè)箱基本結(jié)構(gòu)示意圖基測(cè)箱濕度環(huán)境產(chǎn)生的工作原理為：動(dòng)力風(fēng)扇產(chǎn)生氣流，向下進(jìn)入箱體下層，經(jīng)過(guò)飽和鹽溶液液面，飽和鹽溶液吸收（或放出）水分以控制箱內(nèi)濕度，然后向上通過(guò)被測(cè)探空儀元件和鉑電阻通風(fēng)干濕表形成循環(huán)，氣流拐彎處加裝導(dǎo)流片，并在上層和下層形成通風(fēng)道，通過(guò)調(diào)整收縮比使通風(fēng)干濕表處的氣流流速達(dá)到規(guī)定的通風(fēng)速度。通過(guò)更換飽和鹽溶液實(shí)現(xiàn)對(duì)檢測(cè)室內(nèi)濕度控制，配備氯化鋰、氯 化鎂、氯化鈉、硫酸鉀飽和鹽和分子篩，實(shí)現(xiàn)五個(gè)濕度檢測(cè)點(diǎn)的控制。3功能要

6、求3.1總體功能能直接顯示相對(duì)濕度、干球溫度、濕球溫度和大氣壓力值，通過(guò)切換應(yīng)能顯示露點(diǎn)溫度。通過(guò)顯示面板上的按鍵，能對(duì)干球溫度、濕球溫度、氣壓示值和干濕表A值進(jìn)行修正，并具有限制示值修正的密碼設(shè)置功能?；鶞y(cè)箱標(biāo)準(zhǔn)器的輸出值（包括溫度、氣壓和相對(duì)濕度值）應(yīng)能傳輸至地面信號(hào)接收處理系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，并能在計(jì)算機(jī)顯示其連續(xù)變化（顯示分辨力應(yīng)可調(diào)），能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)探空儀進(jìn)行頻率調(diào)整和其他操作。基測(cè)箱與計(jì)算機(jī)的傳輸距離不小于3m3.2標(biāo)準(zhǔn)器能夠通過(guò)單片機(jī)自動(dòng)采集硅壓阻、干球溫度、濕球溫度傳感器的輸出值，通過(guò)轉(zhuǎn)換和計(jì)算顯示氣壓、溫度和相對(duì)濕度標(biāo)準(zhǔn)值。鉑電阻通風(fēng)干濕表的濕球紗布能自動(dòng)加水，結(jié)構(gòu)應(yīng)便于快捷更換

7、濕球紗布和向水槽中加水。3.3飽和鹽及托盤(pán) 置于基測(cè)箱的飽和鹽溶液和托盤(pán)應(yīng)能方便地取出、更換，工作時(shí)基測(cè)箱須密 封，飽和鹽溶液不能濺出托盤(pán)外。3.4測(cè)量顯示電路能將硅壓阻傳感器測(cè)量的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為氣壓值，利用干球溫度、 濕球溫度傳感器的輸出信號(hào)和硅壓阻傳感器測(cè)得的氣壓值， 計(jì)算或轉(zhuǎn)換得到干球溫度、 濕球溫度和相對(duì) 濕度值，并進(jìn)行數(shù)字顯示。3.5 通風(fēng)器 通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)， 給基測(cè)箱內(nèi)氣流循環(huán)提供動(dòng)力， 同時(shí)給通風(fēng)干濕表 提供風(fēng) 力。檢測(cè)室檢測(cè)室被測(cè)元件的下風(fēng)方向能夠安置鉑電阻通風(fēng)干濕表傳感器， 其干球和濕球 鉑電阻測(cè)量元件與被檢探空儀溫度、濕度測(cè)量元件應(yīng)處于同一高度。數(shù)據(jù)傳輸電路 將標(biāo)準(zhǔn)器

8、輸出值，經(jīng)通用標(biāo)準(zhǔn)接口或無(wú)線電通信方式傳輸至探空儀接收 系統(tǒng)計(jì)算機(jī)。3.8 濕度零點(diǎn)檢測(cè)器能以分子篩為吸濕材料控制產(chǎn)生 0%RHi 度環(huán)境，用于探空儀濕度元件的校 準(zhǔn)。 檢測(cè)器內(nèi)應(yīng)能方便地放置被檢探空儀的溫度、濕度測(cè)量元件及其支桿；能 保證工作時(shí) 干燥筒內(nèi)處于密封狀態(tài)，并有通過(guò)干燥劑和被測(cè)元件的循環(huán)氣流。3.9 探空儀供電電源 能為被檢探空儀提供電源。3.10 機(jī)箱機(jī)箱應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，以提供內(nèi)部各部分的支撐；機(jī)箱內(nèi)可采用熱滯大的 材料或保溫層，以減少工作時(shí)檢測(cè)室內(nèi)的溫升，并保證溫度、濕度場(chǎng)的均勻性、 穩(wěn)定性。4 技術(shù)要求4.1 主要技術(shù)指標(biāo)4.1.1 溫度測(cè)量范圍： 0 c? 40 C； 分辨

9、力： 0.01 C；最大允許誤差：士 0.1 C；干球和濕球鉑電阻溫度傳感器最大配對(duì)誤差：士 0.1 C；干球和濕球鉑電阻溫度傳感器年漂移量： w 0.1 Co濕度測(cè)量范圍 : 0 %RH ? 95 %RH ；分辨力： 0.1%RH； 最大允許誤差：士 2 %RHo氣壓測(cè)量范圍： 550 hPa ? 1060 hPa ；分辨力： 0.1 hPa ；最大允許誤差： 0.3 hPa ； 氣壓傳感器年漂移量： w 0.2hPa o4.1.4 通風(fēng)速度在通風(fēng)干濕表位置： 3.5 m/s 0.5 m/s 。4.1.5 溫度場(chǎng)穩(wěn)定性0.2 c。4.1.6 溫度場(chǎng)均勻性0.2 c。4.1.7 溫度場(chǎng)溫升不超

10、過(guò) 0.2 c /min 。4.1.8 濕度場(chǎng)穩(wěn)定性2 %RH。4.1.9 濕度場(chǎng)均勻性1 %RH4.1.10 輸出電壓有以下電壓輸出：正負(fù)對(duì)稱直流電壓 土 14 V，誤差土 1 V;對(duì)地 6V、10 V 和 28 V，誤差土 1 V可靠性和維修性部件；提可靠性：連續(xù)工作時(shí)間 30min ；平均故障間隔時(shí)間 MTBF 仙): 1000 h ; 維修性：進(jìn)行維修可達(dá)性、方便性和快速性設(shè)計(jì)；盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化和互換性 供維修手冊(cè)，平均修復(fù)時(shí)間 MTTR 應(yīng)不超過(guò) 30 min。電氣安全性基測(cè)箱外殼帶電應(yīng)不超過(guò) 36 V;電源線與機(jī)殼之間的電阻應(yīng)不小于2 M-尺寸和重量尺寸(長(zhǎng)、寬、高 )：不超過(guò) 50 cmx40 cmx40 cm。重量：不超過(guò) 20kg。4.5 環(huán)境適應(yīng)性要求4.5.1 溫度工作條件：0 C? 40 C；貯運(yùn)條件：-40 C? 60 C。4.5.2 濕度工作條件：95 %RH (35 C)；貯存條件：95 %RH (40 C)。4.5.3 電源交流 220X( 1 10% V ,頻率： 50 Hz。4.5.4 沖擊基測(cè)箱在下述沖擊條件下不應(yīng)損壞