Приборы «Ветромер–1″ (далее – приборы) предназначены для измерений скорости и направления воздушного потока (далее – потока), обработки и отображения измерений и передачи полученных данных в канал связи с ЭВМ (если прибор используется в составе автоматизированной измерительной системы).

Область применения – наземные средства измерений гидрометеоро-логического назначения (посты, станции – в качестве анеморумбометров для измерения скорости и направления ветра), буровые платформы, научно- исследовательские проекты и др.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Диапазоны измерений

Диапазон измерений мгновенной, максимальной и средней

(за 2 минуты и 10 минут) скоростей потока от 0,5 до 70 м/с.

Диапазон измерений направления потока от 0 до 360°.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении мгновенной, максимальной и средней скоростей потока не более

±(0,3+0,05V) м/с, где V – измеряемая скорость воздушного потока, м/с.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности при измерении направления воздушного потока, не более ±3°.

Питание прибора осуществляется:

от сети переменного тока напряжением В частотой Гц;

от источника постоянного тока напряжением В.

Примечания:

Источник постоянного тока (аккумулятор) приобретается потребителем

самостоятельно или комплектуется по заказу.

Если аккумулятор присоединен к соответствующим клеммам (розетке)

терминала, то при выключении сети 220 вольт 50 герц прибор автоматически переходит на питание постоянным напряжением.При восстановлении сети 220 вольт 50 герц прибор осуществляет обратный переход по питанию.

Мощность, потребляемая прибором:

от сети переменного тока, ВА, не более

без обогрева 7;

с включенным обогревом 15.

Габаритные размеры (длина, ширина, высота), мм, не более:

блок преобразователей скорости и направления 410 ´ 240 ´ 460;

пульт дистанционный 240 ´ 130 ´ 50;

блок питания 110 ´ 75 ´ 75.

Масса, кг, не более:

блок преобразователей скорости и направления потока 2;

пульт дистанционный 0,3;

блок питания 0,5;

кабели №1, №2, №3 2,1;

полного комплекта 4,9 кг.

Интерфейс пульта дистанционного (ПД) с преобразователями измерительными скорости и направления воздушного потока (далее – ПИВ) — RS–485. В этом варианте ПД может работать с несколькими ПИВ, дистанционность по стандарту для RS-485 составляет 1200 метров.

По заказу – токовая петля (в этом случае дистанционность до 10 км) или радиомодем (в этом случае дистанционность определяется требованиями заказчика и типом применяемого модема).

Интерфейс ПД c компьютером –USB или (по заказу) RS-232.

Примечание: при использовании прибора в качестве встроенного

интеллектуального датчика в составе автоматизированной

системы управления (АСУ) производственно-технологическими

процессами ПД можно исключить, интерфейс датчика с ведущим

компьютером сети реализуется по RS- 485, проводным и радио модемам, каналам GPRS.

Условия эксплуатации.

Блок преобразователей скорости и направления  эксплуатируется в открытой атмосфере в диапазоне температур от минус 55 до 50°С и относительной влажности воздуха 95% при температуре 25°С;

ПД и блок питания эксплуатируются в помещении в диапазоне температур от -10 до +40°С и относительной влажности 95% при температуре воздуха 25°С.

Пониженное до 600 гПа атмосферное давление не оказывает влияние на работу прибора.

2.10 Средняя наработка на отказ, не менее, ч..10000.

2.11 Полный установленный срок службы анеморумбометра,

не менее, лет……………………………………………….10.

«Ветромер-1» состоит из составных частей, перечисленных в таблице

Примечание – Поставка пульта, количество преобразователей скорости и направления воздушного потока согласно карте заказа.

Рис. 1.

1 – преобразователь скорости; 2 – преобразователь направления; 3 – дуга;4 – вертушка; 5 – флюгарка; 6 – кожух; 7 – пульт; 8 – гайка коническая.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

«Ветромер–1″ (рис. 1) состоит из блока измерительных преобразователей скорости поз. 1 и направления потока поз. 2, пульта дистанционного поз. 7, блока питания, распределительной колодки и соединительных кабелей №1, №2, №3.

ПИВ является законченным измерительным прибором, который выдает в линию связи полную информацию о параметрах воздушного потока – мгновенные, максимальные, средние (за 2 и 10 минут) скорости, направление. При построении автоматизированной метеорологической информационно-измерительной системы (АМИИС) блок преобразователей может работать непосредственно с ведущим компьютером через стандартный адаптер сети. В этом случае необходимости в ПД нет. Если преобразователи скорости и направления используются вне АМИИС, то для отображения измеренной ими информации используется ПД.

Измерение скорости потока основано на преобразовании скорости воздушного потока в частоту вращения чашечного чувствительного элемента, на валу которого жёстко закреплён диск оптического модулятора. Под воздействием набегающего потока воздуха модулятор вращается, прерывая световой поток щелевого оптрона. Оптрон преобразует модулируемый световой поток в последовательность электрических импульсов. Частота импульсной последовательности пересчитывается микроконтроллером в скорость потока.

Угловое положение флюгарки, ось которой связана с преобразователем угла, отображается в цифровом коде на выходе энкодера. Код обрабатывается микроконтроллером для получения информации о направлении потока.

При применении «Ветромера-1» для измерения параметров ветра на метеорологических станциях и постах в соответствии с Рекомендациями (Наземные сетевые средства измерений гидрометеорологического назначения. Общие технические требования, декабрь 2000 г.) Росгидромета мгновенная скорость ветра определяется подсчетом импульсов с выхода преобразователя скорости за временной интервал 3…5 секунд. В данном приборе этот временной отрезок принят равным 4 секундам. Определенной на этом интервале средней частоте импульсов согласно усредненной для конкретной партии преобразователей аппроксимационной функции ставится в соответствие мгновенная скорость воздушного потока.

Из массивов определенных таким образом мгновенных скоростей скользящим усреднением за 2 минуты и 10 минут определяются средние скорости за эти временные интервалы.

Максимальная скорость ветра – наибольшее из значений мгновенных скоростей за весь период измерений. Максимальное значение скорости сохраняется в энергонезависимой памяти прибора (не теряется при сбоях питания). Оно может быть сброшено (установлено в 0) пользователем в любой момент командой «Сброс максимального значения скорости».

УКАЗАНИЕ МЕР БЕЗОПАСНОСТИ

По способу защиты человека от поражения электрическим током анеморумбометры «Ветромер-1″ относятся к классу II ГОСТ 12.2.006-87 (МЭК 65-85).

При работе от сети переменного тока в блоке питания анеморумбометра имеется напряжение 220 В, поэтому при эксплуатации, профилактических и ремонтных работах, производимых с прибором, следует соблюдать следующие меры предосторожности: замену любого элемента другие работы производить допущенным к этому персоналом только при отключении прибора от сети переменного тока.

Приборы «Ветромер-1» эксплуатируются в пожаробезопасных и взрывобезопасных помещениях.

Запрещается производить монтаж и демонтаж ПИВ в предгрозовую и грозовую погоду, а также при слабом креплении мачты.

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

«Ветромер-1» обслуживается персоналом, изучившим эксплуатационную документацию и приемы работы с приборами.

Перед вводом в эксплуатацию произвести осмотр и подготовку прибора к работе:

1) проверить комплектность прибора и внешнее состояние ПИВ, пульта дистанционного и блока питания, а также соединительных кабелей;

2) снять коническую гайку с резиновой прокладкой с оси преобразователя скорости потока. Установить вертушку на ось преобразователя скорости таким образом, чтобы пазы вертушки точно зафиксировались на штифте, установленного на оси преобразователя скорости, и после этого вертушку плотно закрепить конической гайкой с резиновой прокладкой.

3) такую же операцию проделать и с флюгаркой на преобразователе направления потока.

4) проверить дисбаланс вертушки – при горизонтальном положении оси преобразователя скорости потока установить ее в 4-х равномерно расположенных по окружности положениях. Установленная крыльчатка не должна отклоняться от заданного положения более чем на 30°;

5) проверить дисбаланс флюгарки – при горизонтальном положении оси вращения флюгарки и самой флюгарки. Флюгарка устанавливается в 4-х равномерно расположенных по окружности положениях.

После каждого отклонения флюгарки от горизонтального положения она должна возвращаться в первоначальное положение с отклонением не превышающим 30°.

6) проверить от руки легкость и плавность вращения вертушка и флюгарки ПИВ.

Проверить работоспособность прибора:

1) соединить ПИВ с пультом кабелем №1 и №2 через распредели-тельную колодку;

2) соединить блок питания с пультом кабелем №3 через распределительную колодку (рис. 1), подключить блок питания к сети переменного тока напряжением 220 В частотой 50 Гц;

3) прибор начнёт работать, при этом ПД будет отображать информацию о текущих параметрах скорости и направления, в чём следует убедиться вращением вертушки и изменением углового положения флюгарки.

Примечание – Если угловое положение флюгарки отображается с ошибкой в 180°, следует развернуть флюгарку на 180° относительно оси, на которой она фиксируется. В случае, если погрешность носит систематический характер, рекомендуется произвести новую установку нулевой позиции преобразователя направления, как указано в п. 6.3.1.

Установка нулевого положения указателя направления

Данная операция проводится изготовителем после окончательной сборки блока преобразователей скорости и направления ветра анеморумбометра перед передачей прибора заказчику. Она также может проводиться эксплуатирующим персоналом при проведении подготовительных и ремонтных работ, связанных с разборкой и сборкой преобразователя направления.

Операция предназначена для ориентирования условной точки отсчёта преобразователя направления (соответствующей положению флюгарки 0º) относительно определённой механической базы всего прибора, которая впоследствии используется как указатель при ориентировании прибора по магнитному или географическому меридиану, например, при установке прибора на метеомачту (и т. п.).

Установка нулевого положения производится с ПД. При этом допускается подключать к пульту не более чем один преобразователь. Возможен вариант и без использования пульта – подачей специальной команды с компьютера по линии связи.

Порядок проведения:

1) Произвести ориентирование флюгарки, вращая её вокруг вертикальной оси, установив при этом в нулевое положение (0º) – вдоль плоскости симметрии дуги таким образом, чтобы противовес флюгарки был направлен в сторону дуги (при этом он будет находиться над электрическим соединительным разъёмом). По возможности, следует зафиксировать флюгарку в этом положении, чтобы избежать неточной установки.

2) Отключить кабель питания №3 от ПД;

3) Нажать на клавиатуре пульта одновременно клавиши «SHIFT» и «F3″, и, удерживая их, включить ПД (подключить кабель питания №3), после чего клавиши сразу отпустить. Т.е. данная комбинация клавиш должна быть нажата только в момент включения пульта. На экране должно появиться на несколько секунд соответствующее предупреждение («Внимание!!! Уст. 0 градусов»). После выполнения команды должно появиться сообщение об успешном выполнении операции («0º записано»).

4) После этого следует проконтролировать правильность установки нулевого направления по показаниям прибора. Перед этим рекомендуется отключить блок питания от сети и включить снова.

В случае необходимости, повторить действия, начиная с пункта 1.

Преобразователи скорости и направления для решения метеорологических задач рекомендуется устанавливать на стандартной метеорологической мачте М-82. Установку может произвести один человек, если мачта уже смонтирована на месте.

Дуга преобразователей скорости и направления потока (её плоскость симметрии) является ориентиром направления на север. При установке на климатических станциях дуга ориентируется по географическому меридиану, на авиационных метеостанциях – по магнитному.

Рекомендуемые варианты подключения Ветромера-1 приведены в Приложении 1.

ПОРЯДОК РАБОТЫ

Подключить линию связи ПИВ с ПД (кабели №1, №2 и №3) согласно схеме электрических соединений (Рис. 1).

Включить питание прибора. При этом на индикаторе ПД в верхней строке начнут отображаться текущие измеренные значения скорости и направления воздушного потока.

В нижней строке индикатора по желанию пользователя может отображаться набор параметров в зависимости от выбранного режима индикации.

Режимы индикации

Предусмотрено пять режимов индикации. Текущие значения скорости и направления отображаются в верхней строке индикатора во всех режимах.

Изменение режима индикации.

Быстрая смена режима индикации производится клавишами «1» – «5». Перейти к следующему режиму индикации (циклически) можно также клавишей «ENTER» (таблица 2).

Таблица 2.

Например, в режиме индикации 2 (после кратковременного нажатия клавиши «2») будут отображаться параметры 1 (мгновенная скорость потока), 2 (мгновенное значение направления потока), 5 (средняя скорость за 10 мин.), 6 (усреднённое направление за 10 мин.).

Если необходимо выводить данные в компьютер (через ПД с ПИВ или без ПД через преобразователь интерфейса RS-485 – USB или RS-485 – RS-232),  то необходимое описание формата данных и команд приведено в Приложении к Руководству по эксплуатации (на дискете).

Перечень управляющих клавиш и их назначение (табл. 3).

Таблица 3.

Описание интерфейса.

Интерфейс ПД с преобразователями скорости и направления потока — RS-485.

Характеристики:

Интерфейс: RS-485, двухпроводный, полудуплекс.

Скорость обмена: 1200 бод.

Количество бит данных: 8.

Количество стоп-бит: 1.

Проверка на чётность: чёт.

Рис. 2. Блок преобразователей измерительных скорости и направления воздушного потока

1 – преобразователь скорости; 2 – преобразователь направления; 3 – гайка коническая; 4 –винт М3; 7 – стопорный винт; 8 – корпус; 11 – разъём.

Рис. 3. Узел преобразователя скорости.

1 – плата обогрева; 2 – плата преобразователя с разъемом; 3 – фланец;5 – стойка; 8 – гайка верхняя; 11 – модулятор; 14 – винт М2,5х10;17 – винт М2х3; 18 – штифт 1х6; 19 – гайка М3;20 – шарикоподшипник Ю1000094.

Рис. 4. Узел преобразователя направления.

1 – плата обогрева «Н»; 2 – плата с МК; 5 – фланец; 8 – гайка верхняя;14 – вал; 15 – стойка; 16 – стойка; 18 – держатель; 22 – винт М2,5х8;23 – винт М2х3; 27 – штифт 1х6; 28 – шарикоподшипник Ю1000094.

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ.

Один раз в год менять смазку подшипников. Порядок разборки ПИВ «Ветромер-1″ при смазке, а также при замене подшипников следующий.

Поочередно отвернуть конические гайки поз. 3 (рис. 2) с преобразователя скорости поз. 1 и преобразователя направления поз. 2 и аккуратно снять с осей вертушку и флюгарку.

Вывернуть 3 винта М3 поз. 4 и стопорный винт поз. 7 с преобразователя скорости, и, удерживая от поворота корпус преобразователя, вывернуть кожух. После этого аккуратно отсоединить разъём поз. 11 и снять корпус преобразователя.

Произвести операцию 8.1.2 с преобразователем направления.

Снять печатные платы, отвернув 3 винта поз. 14 рис. 3 с преобразователя скорости, отвернуть на оси гайку М3 и вывернуть модулятор поз. 11. Затем вывернуть стойки поз. 5 и снять фланец поз. 3, поджимающий нижний подшипник Ю1000094. После этого ослабить стопорный винт поз. 17 на гайке, фиксирующей верхний подшипник, и отвернуть её. Вынуть вал, аккуратно вынуть штифт поз. 18 из отверстия на валу и снять подшипник с вала и корпуса.

Подшипник промыть в керосине, затем смазать маслом МП-601 ТУ 38101787-79. Произвести сборку в обратной последовательности.

Снять печатную плату рис. 4 на преобразователе направления, отвернув 3 винта поз. 22. Затем ослабить стопорный винт поз. 23 держателя ротора энкодера поз. 18 на валу и снять его, при этом ротор энкодера после снятия не рекомендуется держать вблизи ферромагнитных материалов. Вывернуть стойки поз. 16 и снять фланец поз. 5. Последующие операции такие же, как в преобразователе скорости (п. 8.1.4).

Этими же правилами руководствоваться при необходимости замены подшипников.

При сборке обратить внимание:

а) все прокладки должны быть установлены и стопорные винты затянуты;

б) осевой люфт при поджиме верхней гайки должен быть не более 0,2 мм;

в) диск модулятора должен находиться в середине щели оптрона;

г) между ротором энкодера и микросхемой, установленной под ним на печатной плате, зазор должен быть в пределах 0.5÷1,5 мм.

д) по завершении операции необходимо произвести установку нулевого положения указателя направления (п. 6.3.1).

Примечание — Посадочные места корпуса преобразователей и наружный крепеж ставить на герметик.

По завершении операции необходимо произвести установку нулевого положения указателя направления (п. 6.3.1) и проверить работоспособность.

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

Методика поверки согласована ГЦИ СИ «ВНИИМ им. Д. И. Менделе-ева» 10 ноября 2006 г.

Межповерочный интервал – 1 год.

Настоящая методика распространяется на приборы «Ветромер-1″ ИРШЯ.402131.006ТУ с нормативно-техническими характеристиками, приведенными в таблице 1, и устанавливает методы и средства его первичной и периодических поверок.

Таблица 1

• Рекомендуемые варианты подключения Ветромер-1

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

• Приложение к Руководству по эксплуатации системы
  датчиков Ветромер-1 и терминальной программы.pril
• Внешний вид программы мониторинга параметров среды
  

программа мониторинга параметров среды Vetromer

• Драйвер USB Virtual COM Port Drivers