| Описание | Принцип действия станций AWS310 основан на измерении первичными измерительными преобразователями метеорологических параметров. Метеорологические параметры преобразуются в цифровой код преобразователями измерительными (контроллерами) и передаются по линиям связи в центральную систему, где результаты измерений обрабатываются, отображаются на дисплее метеостанции, регистрируются и архивируются.
Конструктивно станции AWS310 построены по модульному принципу. Станции AWS310 состоят из модуля измерительного, модуля центральной системы, модуля электропитания, линий связи и вспомогательного оборудования.
Модуль измерительный состоит из первичных измерительных преобразователей метеорологических параметров (таблица 1) и вспомогательного оборудования. Первичные измерительные преобразователи расположены на траверсах, которые крепятся к одной или нескольким метеорологическиим мачтам. Осадкомер размещен на отдельной стойке рядом с метеорологической мачтой.
Измерители влажности и температуры НМР155 и HMP110 (далее - измерители) имеют сенсоры влажности ёмкостного типа, платиновые сенсоры температуры Pt100.
Принцип действия термометров сопротивления DTS12G/W основан на свойстве платины изменять свое сопротивление с изменением температуры.
Принцип действия датчиков влажности почвы Decagon ECH2O EC-5 основан на зависимости диэлектрической проницаемости почвы от объемной доли воды, содержащейся в грунте.
Принцип действия преобразователей скорости воздушного потока WAA151/252 основан на преобразовании скорости воздушного потока во вращательное движение вала с чувствительным элементом (чашками), измерении скорости его вращения с помощью оптоэлектронной пары.
Принцип действия преобразователей направления воздушного потока WAV151/252 основан на преобразовании угла поворота флюгарки в электрические импульсы с помощью оптического кодового диска. Измерение направления воздушного потока осуществляется путем преобразования электрических импульсов, поступающих с оптического кодового диска определителя углового положения вала (код Грея) в направление воздушного потока.
Принцип действия преобразователей скорости и направления воздушного потока ультразвуковых WMT700 основан на измерении времени прохождения ультразвукового сигнала между парами первичных преобразователей.
Принцип действия модулей атмосферного давления Vaisala BARO-1, барометров PTB110 и барометров цифровых PTB330 основан на изменении емкости керамического конденсатора в зависимости от изменения атмосферного давления.
Принцип действия измерителей высоты облаков CL31 основан на измерении времени, необходимого для прохождения импульса света до отражающей и (или) рассеивающей среды (облака, дымки, тумана) и возвращения его на приемник, преобразовании полученного временного интервала в цифровой код, обработки результатов измерений и передачи информации в линию связи.
Принцип действия нефелометров PWD основан на оценке коэффициента ослабления светового потока в атмосфере при прохождении им определенного расстояния.
Принцип действия осадкомеров QMR102, RG13/RG13H и MetOne 364 основан на регистрации числа опрокидываний лоточного механизма.
Принцип действия датчиков атмосферных осадков Pluvio2 основан на взвешивании собранных осадков и пересчет их в единицы уровня.
Принцип действия пиранометров QMS101, CMP6, CMP3, CMP21 основан на термоэлектрическом эффекте, при котором разность температур на тепловом сопротивлении детектора создает электродвижущую силу, которая прямо пропорциональна созданной разности температур.
Принцип действия измерителей продолжительности солнечного сияния CSD3 основан на измерении времени освещенности светочувствительных датчиков.
Принцип действия преобразователей давления измерительных PAA-36XW/PAA-36XW/H и датчиков уровня гидростатических OTT PLS основан на использовании зависимости между измеряемым давлением и упругой деформацией чувствительного элемента.
Принцип действия датчиков уровня барботажных OTT CBS основан на выравнивании давления столба жидкости, действующего на нижний конец барботажной трубки и давления, создаваемого встроенным компрессором.
Принцип действия датчиков уровня радарных QHR104-3 основан на измерении времени задержки радиолокационного импульса при прохождении им расстояния от датчика до поверхности воды.
Принцип действия измерителей высоты снежного покрова SR50A основан на измерении времени задержки ультразвукового сигнала при прохождении им расстояния от датчика до снежного покрова.
Принцип действия метеостанцией автоматической WXT530 основан на измерении различных метеорологических параметров первичными преобразователями: измерение температуры воздуха производится термометром сопротивления THERMOCAP, относительной влажности воздуха – ёмкостным преобразователем HUMICAP, атмосферного давления – ёмкостным преобразователем мембранного типа BAROCAP, скорости и направления воздушного потока - ультразвуковым преобразователем WINDCAP, количества атмосферных осадков – пьезоэлектрическим преобразователем RAINCAP.
Модуль центральной системы состоит из преобразователя измерительного QML201, радиомодема, встроенного программного обеспечения (ПО «QML») и вспомогательного коммуникационного оборудования, смонтированных в корпусе, обеспечивающем защиту от неблагоприятных условий внешней среды. Так же в корпусе размещаются измерительные преобразователи атмосферного давления.
Модуль электропитания состоит из источника тока и резервной аккумуляторной батареи. В качестве источника тока может использоваться сеть переменного тока 110/220 В, солнечная батарея, либо другой источник. Модуль электропитания размещается, в зависимости от конфигурации станции, на отдельной стойке или в одном корпусе с модулем центральной системы.
Станции AWS310 работают непрерывно (круглосуточно), сообщения о проведенных измерениях передаются через определенные временные интервалы или по запросу. Для обмена информацией станции AWS310 имеют последовательные интерфейсы RS-232, RS-485 и радиомодем стандарта GSM.
Общий вид станции AWS310 представлен на рисунке 1.
Пломбировка станций AWS310 не предусмотрена. Для защиты от несанкционированного доступа модуль центральной системы оборудован замками. Схема расположения замков представлена на рисунке 2.
Рисунок 1 – Общий вид станции погодной автоматической AWS310
1 – измерительные преобразователи скорости и направления воздушного потока; 2 – измерительные преобразователи температуры и влажности воздуха; 3 - измерительные преобразователи количества осадков; 4 - измерительные преобразователи мотеорологической оптической дальности; 5 - измерительные преобразователи высоты облаков; 6 - измерительные преобразователи температуры воды (почвы); 7 - измерительные преобразователи энергетической освещенности и продолжительности солнечного сияния; 8 - измерительные преобразователи уровня воды (гидростатического давления); 9 – измерительные преобразователи влажности почвы; 10 – центральная система и модуль электропитания в защитном корпусе.
Рисунок 2 – Схема расположения замков модуля центральной системы станции AWS310
Измерительные каналы станций AWS310 комплектуются первичными измерительными преобразователями.
Таблица 1 – Перечень первичных измерительных преобразователей
| Наименование измерительного канала | Первичные измерительные преобразователи | | Канал измерений влажности и температуры воздуха | Измеритель влажности и температуры HMP155;
Измеритель влажности и температуры HMP110 | | Канал измерений температуры почвы | Термометр сопротивления DTS12G/W (используется под кодом QMT110) | | Канал измерений температуры воды/льда | | Канал измерений температуры воды | Датчик уровня гидростатический OTT PLS | | Канал измерений влажности почвы | Датчик влажности почвы Decagon ECH2O EC-5 | | Канал измерений скорости и направления воздушного потока | Преобразователь скорости воздушного потока WAA151/252
Преобразователь направления воздушного потока WAV151/252
Преобразователь скорости и направления воздушного потока ультразвуковой WMT700 | | Канал измерений атмосферного давления | Модуль атмосферного давления Vaisala BARO-1
Барометр цифровой PTB330
Барометр PTB110 | | Канал измерений высоты облаков | Измеритель высоты облаков CL31 | | Канал измерений метеорологической оптической дальности | Нефелометры PWD | | Канал измерений количества осадков | Осадкомер QMR102
Осадкомер RG13/RG13H
Датчик атмосферных осадков Pluvio2
Осадкомер MetOne 364 | | Канал измерений энергетической освещенности | Пиранометр QMS101
Пиранометр CMP6
Пиранометр CMP3
Пиранометр CMP21 | | Канал измерений продолжительности солнечного сияния | Измеритель продолжительности солнечного сияния CSD3 | | Канал измерений уровня воды (гидростатическое давление) | Преобразователь давления измерительный PAA-36XW/PAA-36XW/H
Датчик уровня радарный QHR104-3
Датчик уровня гидростатический OTT PLS
Датчик уровня барботажный OTT CBS | | Канал измерений высоты снежного покрова | Измерители высоты снежного покрова SR50A | | Канал преобразования сигналов | Преобразователь измерительный QML201 | | Комплексный канал измерений метеорологических параметров | Метеостанция автоматическая WXT530 |
|
| Метрологические и технические характеристики | Таблица 3 – Метрологические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | | Диапазон измерений температуры воздуха, ºC (HMP155) | от -69 до +60 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха, ºC:
-в диапазоне от -69 до +20 °С включ.;
-в диапазоне св. +20 до +60 °С | ±(0,226-0,0028·t)*
±(0,055+0,0057·t) | | Диапазон измерений относительной влажности воздуха, % (HMP155) | от 0,8 до 100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительной влажности воздуха, %:
-в диапазоне от 0,8 до 90 % включ.;
-в диапазоне св. 90 до 100 % | ±3
±4 | | Диапазон измерений температуры воздуха, ºC (HMP110) | от - 40 до +60 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воздуха, ºC:
-в диапазоне св. 0 до +40°С включ.;
-в диапазоне от -40 до 0°С и св. +40 до +60°С | ±0,2
±0,4 | | Диапазон измерений относительной влажности воздуха, % (HMP110) | от 0,8 до 100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений относительной влажности воздуха, %:
-в диапазоне от 0,8 до 90% включ.;
-в диапазоне св. 90 до100% | ±3
±4 | | Диапазон измерений температуры почвы, ºC (DTS12G/W) | от -70 до +80 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры почвы, ºC | ±(0,08+0,005·(t()* | | Диапазон измерений температуры воды/льда, ºC (DTS12G/W) | от -70 до +80 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воды/льда, ºC | ±(0,08+0,005·(t()* | | Диапазон измерений температуры воды, ºC (OTT PLS) | от -25 до +70 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры воды, ºC | ±0,5 | | Диапазон измерений влажности почвы, % (Decagon ECH2O EC-5) | от 0 до 100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений влажности почвы, %: | ±3 | | Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с (WAA151/252) | от 0,5 до 60 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений скорости воздушного потока, м/с | ±(0,4 + 0,035·V)* | | Диапазон измерений скорости воздушного потока, м/с (WMT700):
WMT701
WMT702
WMT703 | от 0,1 до 40
от 0,1 до 65
от 0,1 до 75 | | Пределы допускаемой погрешности измерений скорости воздушного потока:
-абсолютной в диапазоне от 0,1 до 7 включ., м/с;
-относительной в диапазоне св. 7 м/с, % | ±0,2
±3 | | Диапазон измерений направления воздушного потока, градус (WAV151/252) | от 0 до 360 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус | ±3 | | Диапазон измерений направления воздушного потока, градус (WMT700) | от 0 до 360 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений направления воздушного потока, градус | ±2 | | Диапазон измерений атмосферного давления, гПа (BARO-1) | от 500 до 1100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления, гПа | ±0,3 | | Диапазон измерений атмосферного давления, гПа (PTB330) | от 500 до 1100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления, гПа | ±0,15 | | Диапазон измерений атмосферного давления, гПа (PTB110) | от 500 до 1100 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений атмосферного давления, гПа | ±0,3 | | Диапазон измерений высоты облаков, м (CL31) | от 10 до 2000 | | Диапазон показаний высоты облаков, м | от 10 до 7500 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение | | Пределы допускаемой погрешности измерений высоты облаков:
- абсолютная погрешность в диапазоне от 10 до 100 м включ., м
- относительная погрешность в диапазоне св. 100 до 2000 м, % | ±10
±10 | | Диапазон измерений метеорологической оптической дальности, м (PWD) | от 10 до 35000 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений метеорологической оптической дальности, %:
-в диапазоне от 10 до 10000 м включ.;
- в диапазоне св. 10000 до 35000 м | ±10
±20 | | Минимальное значение количества осадков, измеряемое осадкомером, мм (QMR102) | от 0,2 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества осадков, мм | ±(0,2 + 0,05·M)* | | Минимальное значение количества осадков, измеряемое осадкомером, мм (MetOne 364) | от 0,2 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества осадков, мм | ±(0,1 + 0,015·M)* | | Диапазон измерений количества осадков (Pluvio2), мм | от 0 до 1500 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества осадков, мм | ±1 | | Минимальное значение количества осадков, измеряемое осадкомером, мм (RG13/RG13H) | от 0,2 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений количества осадков, мм | ±(0,5+0,05·M)*, | | Диапазон измерений энергетической освещенности, Вт/м2 (CMP3) | от 0 до 1600 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений, энергетической освещенности, % | ±15 | | Диапазон измерений энергетической освещенности, Вт/м2 (CMP6) | от 0 до 1600 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений энергетической освещенности, % | ±15 | | Диапазон измерений энергетической освещенности, Вт/м2 (CMP21) | от 10 до 1600 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений энергетической освещенности, % | ±11 | | Диапазон измерений энергетической освещенности, Вт/м2 (QMS101) | от 0 до 1600 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений, энергетической освещенности, % | ±15 | | Минимальное значение измерения продолжительности солнечного сияния, ч (CSD3) | от 0 | | Пределы допускаемой относительной погрешности измерений продолжительности солнечного сияния, % | ±10 | | Диапазон измерений уровня воды с датчиками гидростатического давления (PAA-36XW/PAA-36XW/H), м | от 0 до 30 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня воды, мм | ±20 |
Продолжение таблицы 3
| Наименование характеристики | Значение | | Диапазон измерения уровня воды с датчиками гидростатического давления (OTT PLS), м | от 0 до 40 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений уровня воды, мм | ±20 | | Диапазон измерения уровня воды, м (QHR104-3) | от 1 до 20 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня воды, мм | ±5 | | Диапазон измерения уровня воды, м (OTT CBS) | от 0 до 15 | | Пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения уровня воды:
- в диапазоне от 0 до 10 м включ., мм;
- в диапазоне св. 10 до 15 м, мм | ±10
±20 | | Диапазон измерений высоты снежного покрова, м (SR50A) | от 0,5 до 10 | | Пределы допускаемой погрешности измерений высоты снежного покрова
- абсолютной в диапазоне от 0,5 до 2,5 м включ., м
- относительной в диапазоне св. 2,5 м, % | ±0,01
±0,4 | | Комплексный канал измерений метеорологических параметров (WXT530), диапазоны измерений:
-температуры воздуха, °C
-относительной влажности воздуха, %
-атмосферного давления, гПа
-скорости воздушного потока, м/с
-направления воздушного потока, градус
-минимальное измеряемое количество осадков, мм | от -52 до +60
от 1 до 100
от 600 до 1100
от 0,2 до 60
от 0 до 360
0,2 | | Пределы допускаемой погрешности измерений:
-температуры воздуха, абсолютной, °С
в диапазоне от -52 до +20 °С включ.
в диапазоне св. +20 до +40 °С включ.
в диапазоне св. +40 до +60 °С
-относительной влажности воздуха, абсолютной, %
в диапазоне от 1 до 90 % включ.
в диапазоне св. 90 до 100 %
-атмосферного давления, абсолютной, гПа
при температуре св. 0 до +30 °С включ.
при температуре от -52 до 0 °С включ. и св. +30 до +60 °С
-скорости воздушного потока, абсолютной в диапазоне от 0,2 до 10,0 м/с включ., м/с
-скорости воздушного потока, относительной а диапазоне св. 10,0 до 60,0 м/с, %
-направления воздушного потока, абсолютной, градус
- количества осадков, абсолютной, мм | ±0,5
±0,3
±0,4
±3
±5
±0,5
±1,0
±0,5
±5
±3
± (0,2+0,05·M)* | | * где t – измеренная температура воздуха, °C; |t| - измеренная температура воды, почвы,
льда, °C; V – измеренная скорость воздушного потока, м/с; М - измеренная величина
осадков, мм. |
Таблица 4 – Основные технические характеристики
| Наименование характеристики | Значение | | Напряжение питания от сети переменного тока, В | от 85 до 264 | | Потребляемая мощность, не более, В·А | 2100 | | Средняя наработка на отказ, ч | 10000 | | Срок службы, лет | 10 | | Условия эксплуатации:
- температура воздуха, oC
- относительная влажность воздуха, %
- атмосферное давление, гПа | от -50 до +60
от 0 до 100
от 500 до 1100 |
Таблица 5 – Габаритные размеры, масса
| Наименование преобразователя | габаритные размеры, мм | масса,
кг | | Измеритель влажности и температуры HMP110 | ─ | ─ | 235 | 24 | 0,18 | | Измеритель влажности и температуры HMP155 | ─ | ─ | 279 | 24 | 0,086 | | Термометр сопротивления DTS12G | ─ | ─ | 100 | 8 | 0,12 | | Термометр сопротивления DTS12W | ─ | ─ | 100 | 8 | 0,22 | | Датчик влажности почвы Decagon ECH2O EC-5. | 89 | 18 | 7 | ─ | 0,18 | | Преобразователь скорости воздушного потока WAA151/252 | ─ | ─ | 240/264 | 90/90 | 0,57/0,8 | | Преобразователь направления воздушного потока WAV151/252 | ─ | ─ | 300/355 | 90/90 | 0,66/0,85 | | Преобразователь скорости и направления воздушного потока ультразвуковые WMT700 | 285 | 250 | 348 | ─ | 1,80 | | Модуль атмосферного давления Vaisala BARO-1 | ─ | ─ | ─ | ─ | ─ | | Барометр цифровой PTB330 | 183 | 116 | 71 | ─ | 1,50 | | Измеритель высоты облаков CL31 (в защитном колпаке) | 245 | 220 | 1190 | ─ | 18,50 | | Нефелометр PWD | 695 | 432 | 222 | ─ | 3 | | Осадкомер QMR102 | — | — | 150 | 254 | 1,00 | | Осадкомер RG13/RG13H | ─ | ─ | 390 | 300 | 2,50 | | Датчик атмосферных осадков Pluvio2 | ─ | ─ | 850 | 480 | 15 | | Пиранометр CMP3 | ─ | ─ | 84 | 110 | 0,6 | | Пиранометр CMP6 | ─ | ─ | 34 | 54 | 0,11 | | Пиранометр QMS101 | ─ | ─ | 34 | 54 | 0,11 | | Измеритель продолжительности солнечного сияния CSD3 | ─ | ─ | 199 | 72,5 | 0,93 | | Преобразователь давления измерительный PAA-36XW/PAA-36XW/H | ─ | ─ | 320 | 90 | 3,5 | | Датчик уровня радарный QHR104-3 | ─ | ─ | 270 | 100 | 2,8 | | Измеритель высоты снежного покрова SR50A | ─ | ─ | 101 | 75 | 1 | | Преобразователь измерительный (логгер) QML201 | 202 | 95 | 60 | ─ | 0,44 | | Осадкомер MetOne 364 | ─ | ─ | 305 | 160 | 1,1 | | Барометр PTB110 | 98 | 69 | 29 | ─ | 0,09 | | Пиранометр CMP21 | ─ | ─ | 84 | 110 | 0,6 |
Продолжение таблицы 5
| Наименование преобразователя | габаритные размеры, мм | масса,
кг | | Датчик уровня гидростатический OTT PLS
(без кабеля) | ─ | ─ | 195 | 22 | 0,3 | | Датчик уровня барботажный OTT CBS | 205 | 165 | 115 | ─ | 1,5 | | Метеостанция автоматическая WXT530 | ─ | ─ | 238 | 115 | 2,38 |
|
