電子探空儀基測箱功能需求書

電子探空儀基測箱功能需求書中國氣象局綜合觀測司二。一二年九月.、八 _LL 刖言為規(guī)范電子探空儀基測箱的研制和生產(chǎn)，中國氣象局綜合觀測司組織中國氣象局氣象探測中心編寫了《電子探空儀基測箱功能需求書》。本需求書針對高空氣象觀測工作中對探空儀的地面基值測定需求，主要提出了探空儀基測箱的總體要求、基本功能、技術(shù)性能、結(jié)構(gòu)設(shè)計原則和組成等。探空儀基測箱的研制、生產(chǎn)、使用必須遵從本功能需求書。本功能需求書解釋權(quán)歸中國氣象局綜合觀測司。目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"總體要求 1組成和工作原理 1\o"CurrentDocument"功能要求 23.1總體功能 23.2標(biāo)準(zhǔn)器 23.3飽和鹽及托盤 33.4測量顯示電路 3\o"CurrentDocument"3.5通風(fēng)器 33.6檢測室 33.7數(shù)據(jù)傳輸電路 33.8濕度零點檢測器 33.9探空儀供電電源 33.10機(jī)箱 3\o"CurrentDocument"技術(shù)要求 34.1主要技術(shù)指標(biāo) 34.2可靠性和維修性 5電氣安全性 5尺寸和重量 5環(huán)境適應(yīng)性要求 5運輸 51總體要求電子探空儀基測箱提供的氣壓、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)電子探空儀的地面基值測定?；鶞y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%RH13%RH34%RH75%R!和98%R匾種濕度環(huán)境。基測箱外形應(yīng)美觀，顏色協(xié)調(diào)，符合人一機(jī)工程學(xué)要求，產(chǎn)品標(biāo)識和功能說明標(biāo)志清晰牢固；基測箱結(jié)構(gòu)件的裝配應(yīng)準(zhǔn)確、牢固，無松動；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室內(nèi)與溫度元件等高的位置，放置后檢測室應(yīng)達(dá)到密封狀態(tài)?；鶞y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箱應(yīng)配備故障檢查軟件，具有自檢功能和故障報警功能?；鶞y箱所采用的標(biāo)準(zhǔn)器和箱體設(shè)計應(yīng)充分考慮計量檢定的要求。2組成和工作原理基測箱由標(biāo)準(zhǔn)器、飽和鹽及托盤、測量顯示電路、通風(fēng)器、檢測室、數(shù)據(jù)傳輸電路、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)接傳輸接口（分別與探空儀與計算機(jī)連接）、濕度零點檢測器、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。檢測室處于箱體的上面，在其上風(fēng)方向設(shè)置被測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)實耐用。檢測時插入口應(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)干濕表傳感器。鉑電阻通風(fēng)干濕表干球、濕球溫度測量元件與加水槽應(yīng)為一體化結(jié)構(gòu)。飽和鹽托盤由耐腐蝕材料組成。圖i電子探空儀基測箱基本結(jié)構(gòu)示意圖基測箱濕度環(huán)境產(chǎn)生的工作原理為：動力風(fēng)扇產(chǎn)生氣流，向下進(jìn)入箱體下層，經(jīng)過飽和鹽溶液液面，飽和鹽溶液吸收（或放出）水分以控制箱內(nèi)濕度，然后向上通過被測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。通過更換飽和鹽溶液實現(xiàn)對檢測室內(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，實現(xiàn)五個濕度檢測點的控制。3功能要求3.1總體功能能直接顯示相對濕度、干球溫度、濕球溫度和大氣壓力值，通過切換應(yīng)能顯示露點溫度。通過顯示面板上的按鍵，能對干球溫度、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箱標(biāo)準(zhǔn)器的輸出值（包括溫度、氣壓和相對濕度值）應(yīng)能傳輸至地面信號接收處理系統(tǒng)的計算機(jī)，并能在計算機(jī)顯示其連續(xù)變化（顯示分辨力應(yīng)可調(diào)），能夠通過計算機(jī)對探空儀進(jìn)行頻率調(diào)整和其他操作。基測箱與計算機(jī)的傳輸距離不小于3m3.2標(biāo)準(zhǔn)器能夠通過單片機(jī)自動采集硅壓阻、干球溫度、濕球溫度傳感器的輸出值，通過轉(zhuǎn)換和計算顯示氣壓、溫度和相對濕度標(biāo)準(zhǔn)值。鉑電阻通風(fēng)干濕表的濕球紗布能自動加水，結(jié)構(gòu)應(yīng)便于快捷更換濕球紗布和向水槽中加水。3.3飽和鹽及托盤置于基測箱的飽和鹽溶液和托盤應(yīng)能方便地取出、更換，工作時基測箱須密封，飽和鹽溶液不能濺出托盤外。3.4測量顯示電路能將硅壓阻傳感器測量的壓力信號轉(zhuǎn)換為氣壓值，利用干球溫度、濕球溫度傳感器的輸出信號和硅壓阻傳感器測得的氣壓值，計算或轉(zhuǎn)換得到干球溫度、濕球溫度和相對濕度值，并進(jìn)行數(shù)字顯示。3?5通風(fēng)器通過電機(jī)帶動風(fēng)扇轉(zhuǎn)動，給基測箱內(nèi)氣流循環(huán)提供動力，同時給通風(fēng)干濕表提供風(fēng)力。3?6檢測室檢測室被測元件的下風(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量元件與被檢探空儀溫度、濕度測量元件應(yīng)處于同一高度。3?7數(shù)據(jù)傳輸電路將標(biāo)準(zhǔn)器輸出值，經(jīng)通用標(biāo)準(zhǔn)接口或無線電通信方式傳輸至探空儀接收系統(tǒng)計算機(jī)。3?8濕度零點檢測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)。檢測器內(nèi)應(yīng)能方便地放置被檢探空儀的溫度、濕度測量元件及其支桿；能保證工作時干燥筒內(nèi)處于密封狀態(tài)，并有通過干燥劑和被測元件的循環(huán)氣流。3?9探空儀供電電源能為被檢探空儀提供電源。3?1。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，以減少工作時檢測室內(nèi)的溫升，并保證溫度、濕度場的均勻性、穩(wěn)定性。4技術(shù)要求4.1主要技術(shù)指標(biāo)溫度測量范圍：0c?40C；分辨力：0.01C；最大允許誤差：±0.1c；干球和濕球鉑電阻溫度傳感器最大配對誤差：±0.1c；干球和濕球鉑電阻溫度傳感器年漂移量：w0.1Co濕度測量范圍：0%RH?95%RH；分辨力：0?1%RH；最大允許誤差：土2%RH。4?1?3氣壓測量范圍：550hPa?1060hPa；分辨力：0.1hPa；最大允許誤差：土0.3hPa；氣壓傳感器年漂移量：w0.2hPa。通風(fēng)速度在通風(fēng)干濕表位置：3.5m/s±0.5m/s。溫度場穩(wěn)定性±0.2c。溫度場均勻性0.2c。溫度場溫升不超過0.2c/min。濕度場穩(wěn)定性±2%RH。濕度場均勻性1%RH4.1.10輸出電壓有以下電壓輸出：正負(fù)對稱直流電壓土14V,誤差土1V；對地6V、10V和28V,誤差土1V4.2可靠性和維修性可靠性：連續(xù)工作時間30min；平均故障間隔時間MTBF仙)：1000h；維修性：進(jìn)行維修可達(dá)性、方便性和快速性設(shè)計；盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化和互換性部件；提供維修手冊，平均修復(fù)時間MTTR應(yīng)不超過30min。電氣安全性基測箱外殼帶電應(yīng)不超過36V;電源線與機(jī)殼之間的電阻應(yīng)不小于2M-J尺寸和重量尺寸(長、寬、高)：不超過50cmx40cmx40cm。重量：不超過20kg。環(huán)境適應(yīng)性要求溫度工作條件：0C?40C；貯運條件：-40C?60C。濕度工作條件：95%RH(35C)；貯存條件：95%RH(40C)。電源交流220X(1±10%V,頻率