技術所,各分局,
山東儀器儀表所,科學院海洋所,科學院南海海洋所:
一九八九年九月十五日至十七日在
青島召開了海洋資料浮標檢定規程(暫行)技術審定會。與會專家認真地對該暫行規程進行了審定,根據審定意見規程起草小組又進行了修改?,F將“海洋資料浮標檢定規程”印發給你們,請各有關單位切實貫徹執行。
本檢定規程適用于國內研制及國外引進的各類浮標傳感器的檢定,并于一九九0年一月一日開始執行。具體組織實施由國家海洋標準計量中心和三個海區標準計量站負責。
海洋資料浮標檢定規程(暫行)
本檢定規程經國家海洋局于1989年10月1日批準,并自1990年1月1日起施行。
歸口單位: 國家海洋局標準計量中心
起草單位: 國家海洋局標準計量中心
國家海洋局東海標準計量站
本規程技術條文由起草單位負責解釋。本規程主要起草人:
鄭仕俊 ?。▏液Q缶謽藴视嬃恐行模?br/> 馮錫超 (國家海洋局標準計量中心)
沈幼元 ?。▏液Q缶謻|海標準計量站)
參加起草人:
張 樺 (國家海洋局東海標準計量站)
陳正和 ?。▏液Q缶謻|海標準計量站)
目錄
一、概述
二、技術要求
三、檢定條件
四、檢定項目和方法
五、檢定結果處理及檢定周期
附錄:
附錄1 風速風向傳感器檢定記錄表
附錄2 氣壓傳感器檢定記錄表
附錄3 溫度傳感器檢定記錄表
附錄4 流速流向傳感器檢定記錄表
附錄5 波浪傳感器檢定記錄表
附錄6 海洋儀器檢定證書
附錄7 風速傳感器一元線性回歸曲線
附錄8 檢定結果通知書
本規程適用于新制造、使用中和修理后的FZF2型和FZS1型海洋資料浮標傳感器的性能檢定。其他浮標可以參照執行。
一、概述
海洋資料浮標是一種海洋環境監測設備。用于監測風速、風向、氣溫、氣壓、水溫、流速、流向和波浪等。采用短波通信或衛星通信,定時地將這些信息自動傳輸至岸站。
海洋資料浮標主要由水文氣象要素傳感器、數據采集處理系統、數據傳輸系統、電源、浮標體及其錨定系統組成。
二、技術要求
?。保Q筚Y料浮標FZF2型和FZS1型的基本性能參數應符合下列要求:
?。保薄★L速、風向、氣壓、氣溫、水溫、流速、流向、波高和波周期的測量范圍及其測量準確度應滿足表1要求。
1.2 風速響應值與實際風速值應成線性關系,其非線性誤差:±0.5m/s或±5%。
?。保场∑饎语L速不大于0.9m/s。
?。保础〔桓袘牵骸溃怠?br/> ?。保怠〔ɡ藗鞲衅黝l帶不均勻度Hf≤10%。
三、檢定條件
2.風速風向檢定條件
?。玻薄藴势?br/> ?。玻保薄∑ね泄?。其準確度不得低于0.5%。
表1
━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━━┯━━━━━━━━━━━━━━━
│ FZF2型 │ ?。疲冢樱毙?br/>項目 ├───────┬────────┼────────┬──────
│ 測量范圍 │ 測量準確度 │ 測量范圍 │ 測量準確度
───┴───────┴────────┴────────┴──────
風速 ?。保担叮?±0.5+0.05×V ±0.5+
?。埃埃怠粒?br/>(m/s) ?。郑瓕崪y風速 ?。保叮啊 ?V-實測風速
────────────────────────────────────
風向(°)?。埃常叮啊 溃怠 ?0 ̄360 ±5
────────────────────────────────────
氣壓 900 ̄1050時為
(hPa) 850 ̄1050 ±1 ?。福担埃保埃担啊?±1
────────────────────────────────────
氣溫(℃) -15 ̄+40 ±0.5 -15 ̄+40 ±0.5
水溫(℃) -3 ̄+35 ±0.5 -3 ̄+35 ±0.5
流速(m/s) 0.05 ̄2 ±0.05 0.05 ̄2 ±0.05
流向(°) 0 ̄360 ±10 0 ̄360 ±10
────────────────────────────────────
波高 0.5 ̄15時為
(m) 0.5 ̄20 ±10% ?。埃常玻啊 溃保埃?br/>────────────────────────────────────
波周期 3 ̄20時為
(s) 3 ̄25 ±10% 2 ̄25 ±2
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
?。玻保病《妊a償式微(差)壓計。
?。玻病z定設備
?。玻玻薄★L速檢定設備為風洞。風洞應滿足下列要求:
?。玻玻保薄★L速在0.5 ̄65m/s范圍內應能連續可調。
?。玻玻保病★L洞工作段的截面積與被檢傳感器的截面積之比至少為5∶1。
?。玻玻保场≡陲L洞工作段內,速度場的不均勻性應≤2%,氣流的不穩定性應≤1%。
?。玻玻病★L向的檢定設備為刻度盤。刻度盤范圍為0 ̄360°,最小刻度為1°,刻度值誤差優于±0.5°
2.3 檢定室
2.3.1 檢定室內溫度應為15 ̄30℃。
?。玻常病z定室內應配備:
測量大氣壓力的氣壓表,其準確度不低于2hPa;測量空氣溫度的溫度表,其準確度不低于0.5℃;測量空氣相對濕度的濕度表,其準確度不低于10%。
3.氣壓檢定條件。
?。常薄藴势鳌?br/> 檢定氣壓的標準器是雙管水銀壓力表,該表必須符合雙管水銀壓力表檢定規程的要求。
3.2 檢定設備。
示值檢定用設備:示值檢定器、穩定器、增減壓力裝置(10 ̄30L真空泵)、秒表、微氣壓計等。
?。常场藴势骱蜋z定設備的安裝。
3.3.1 雙管水銀壓力表安裝要垂直,調整零位和讀數部分背面應安裝熱輻射小的照明裝置。
3.3.2 雙管水銀壓力表,示值檢定器和增減壓力裝置的連接部分必須嚴格密封,不滲漏氣體,其不穩定性每10min不應超過0.3hPa。
?。常?檢定室。
檢定室應符合下列要求:
室溫:15 ̄30℃;
相對濕度:≤85%;
室內不能有震動、空氣對流、陽光直射。
?。矗畾鉁?、水溫檢定條件
?。矗薄藴势?。檢定氣溫、水溫的標準器為二等標準玻璃水銀溫度計。
?。矗病z定設備。
?。矗玻薄z定溫度的設備為水槽、酒精槽。
?。矗玻病z定槽采用恒溫型,檢定槽必須有充分的攪拌和讀數照明系統。
?。矗玻场∷?、酒精槽的技術性能應符合表2中的要求。
表2
---------------------------------
|檢定槽名稱 | 溫度范圍 | 恒溫波幅?。」ぷ鲄^域 |
| |?。ā妫 。 。 。ā妫 ?|
|-------------------------------|
| 水 槽 | |每15min|最大溫差|水平溫差 |
| |-38 ̄+80| 不超過 | | |
| 酒精槽 ?。 。?0.15℃ |≤0.030|≤0.015 |
---------------------------------
4.3 檢定室應符合下列要求:
室溫:15 ̄30℃;
相對溫度:≤85%。
?。担魉倭飨驒z定條件。
?。担薄z定設備。
5.1.1 拖曳水槽。水槽穩定段長度不小于80m,水槽寬度應不小于4m,水槽水深應不小于2.5m。
?。担保病z定車。
?。担保玻薄z定車軌道的水平高差應優于0.2mm,軌道的直線度應優于0.3mm,兩軌的平行度應優于0.4mm。
?。担保玻病z定車車速的誤差不大于±0.001m/s,檢定車車速應穩定,在檢定段內,其車速變化率δ應滿足表3要求。
表3
----------------------------------
|速度級(m/s)| ≤0.1 |0.1 ̄0.5| >0.5 |
|--------------------------------|
|車速變化率 | ≤2.00| ≤1.00 | ≤0.60?。?br/>|δ(%) ?。 ?| | |
----------------------------------
?。担保场】潭绒D盤。無磁材料制作,其刻度范圍為0 ̄360°,最小刻度為1°,刻度值誤差優于±0.5°。
?。担保础≡跈z定時,檢定設備周圍不應有影響磁場方向的磁性材料。
?。叮ɡ藱z定條件。
?。叮薄藴势?。檢定波高的標準器是鋼尺,檢定波周期的標準器是秒表。
6.2 輔助設備
?。叮玻薄z定波浪的輔助設備是波浪模擬裝置,該裝置應符合下述要求:
重力加速度的測量范圍:0.04 ̄5m/S2;
重力加速度測量準確度:±2%;
周期測量范圍:2 ̄30s;
周期測量準確度:±2%;
波高連續可調范圍:0 ̄4m。
?。叮玻病∮涗浽O備。記錄設備采用符合下述要求的便攜式記錄儀:
測量范圍:10、20、50、100、200、500、1000mv;
不靈敏區:有效記錄寬的±0.2%以下;
記錄紙傳送速度:1 ̄20mm/s;
記錄紙送進速度的誤差:記錄紙送進速度的±0.25%。
四、檢定項目和方法
?。罚L速風向檢定。
7.1 風向示值檢定。
7.1.1 將風向傳感器置于刻度盤中央。
?。罚保病⌒D風向標,每隔10°讀取一個值Q2,刻值同刻度盤示值Q1比較。
7.1.3 計算風向標測量誤差ΔQ。
ΔQ=Q2-Q1。
?。罚病∑饎语L速的測定。
?。罚玻薄L速風向傳感器正確安裝在風洞內。
7.2.2 經過修理和長期存放的風速風向傳感器,測量起動風速前要在10m/s的風速下吹動1 ̄2min。
?。罚玻场硬⒄{整風洞電機,使風洞內氣流速度緩慢上升,當風速傳感器從靜止狀態開始變為連續轉動時,即為起動風速。
7.3 不感應角的測定。
風速風向傳感器正確安裝在風洞內,調節風洞風速為5 ̄10m/s,讀取風向值,并以此做為基準點,然后關掉風洞電機,從基準點起順時針轉動風向傳感器一方位(22.5°),在此狀態下,啟動風洞,當風速至起動風速時,風向傳感器應能轉動,而后停止,讀此時的風向值。兩次讀數之差即為不感應角。
從基準點起逆時針轉動風向傳感器一個方位(22.5°),重復上述測定。
?。罚础★L速示值檢定。
?。罚矗薄∈局禉z定的檢定點為:風速測量范圍的下限值、10、20、35、50、風速測量范圍上限值、55、30、15、5m/s。
檢定點的控制范圍:下限點為+1m/s,上限點為-1m/s,其它各點為±1m/s。
每個檢定點的氣流速度調節好后,穩定時間不少于2min。
7.4.2 計算風速測量準確度Δv。
ΔV=V2i-V1i
式中:V1i--各檢定點的風速標準值,m/s。
?。郑玻椋瓕鳈z定點的風速響應值,m/s。
7.5 根據測量結果求取線性回歸方程式。
^=a+bV2
?。?br/> 其中:^
?。郑瓕嶋H風速的回歸值,m/s。
V2--風速響應值,m/s。
N ?。薄?N N
∑ V2i.V1i- _( ∑ V2i)( ∑?。郑保椋?br/> i=1 N i=1 i=1
b=________________________________________________________
N ?。薄 。巍 。?br/> ∑ V2i- _( ∑ V2i)
i=1 N?。椋剑?br/> ?。 。?br/> a=v1-bv2
?。 ?1 N
?。郑玻?_ ∑?。郑玻?br/> N i=1
?。 ?1 N
?。郑保?_ ∑ V1i
N i=1
N-檢定點數
7.6 計算非線性誤差△Vi或R。
?。?br/> △Vi=V1i-Vi=V1i-a-bV2i
或R=△Vi/V1i×100%
氣壓檢定
?。福薄∈局禉z定
?。福保薄鈮旱臋z定是在空氣壓力穩定的檢定器中與雙管水銀壓力表進行比較。
8.1.2 檢定點的選定:檢定點為1050、1030、1010、990、970、960、950、940、920、900、850hPa。
8.1.3 容器內氣壓與各檢定點不得超過±1hPa。
?。福保础z定時都由最高點起,先將檢定器壓力調到高出最高點1~2hPa,再降到最高點,然后逐點下降到最低點。再降低1 ̄2hPa,回升至最低點,再逐點升高到最高點上。在升壓過程中,不能出現降壓趨勢;反之,在降壓過程中,不能出現升壓趨勢。
?。福保怠≡谌我粰z定點調到另一檢定點時,氣壓的改變率不能大于20hpa/min。
?。福保丁≡诿恳粋€檢定點的氣壓調好后,開始穩定時間不得少于2 ̄3MIN穩定后先讀雙管水銀壓力表的附屬溫度和氣壓示值,后讀傳感器響應示值。每個點進行一次讀數。
8.2 計算氣壓測量準確度σ1。σ1=σΣp-σ2式中:σΣp-在所有檢定點中,取其平均誤差中絕對值最大者,hPa。
σ2-標準用的準確度hPa
?。梗畾鉁?、水溫檢定。
9.1 示值檢定。
?。梗保薄z定點的選定:在溫度指標所規定的測量范圍內,以0℃作為基準點,每隔10℃作為一個檢定點(包括最高點和最低點)。
9.1.2 示值檢定是在恒溫水槽或酒精槽中以與溫度標準器比較的方法定點進行,標準器和被檢溫度傳感器必須全浸入水槽或酒精槽中。
?。梗保场∈局禉z定一般從溫度傳感器測量范圍的下限向上限方向逐點進行。
9.1.4 將水槽或酒精槽的溫度調節到預定的溫度,待穩定3 ̄5min后,即讀取溫度。標準器和溫度響應的示值。
?。梗病∮嬎銣囟葴y量誤差△t
△t=t1-t2
式中:t2-標準器的溫度示值,℃。
?。簦保瓕簦驳臏囟软憫?,℃。
?。保埃魉倭飨驒z定。
10.1 檢定方法。
10.1.1 安裝流速流向傳感器。安裝前浸入水槽的時間不少于8h,然后將流速流向傳感器正確安裝在檢定車的安裝處,并浸沒在頂端離水面約40cm的水中。
10.1.2 拂去聲換器及其周圍的氣泡,之后方可進行示值檢定。
?。保埃病×魉偈局导叭轿粰z定。
?。保埃玻薄×魉偈局禉z定的檢定點為5、17、30、50、90、130、170、200cm/s。
?。保埃玻病》轿贿x擇:旋轉安裝裝置,使流速流向傳感器的x軸向分別相對于車速方向成360°、315°、270°、225°、180°、135°、90°、45°。
?。保埃玻场×魉偈局禉z定與方位檢定同時進行。流速示值的每個檢定點只能對應于9.2.2條中的一個方位,每個方位不能被重復選擇,但對應順序可任意調整。
10.2.4 每個檢定點分別讀取三個流速、流向值,取其平均值作為該方位檢定點的流速響應值Vi和流向響應值Qi。檢定車車速穩定時間不得少于各讀取三個值所需的全部時間。
10.2.5 檢定點間的靜水時間。檢定點間的靜水時間由下述條件確定:
當△V≤1.5cm/s時,視為達到靜水時間。
△V=1V0-V’01,式中V0為靜水條件下儀器的流速指示值,cm/s;V’0為靜水時間內儀器的流速指示值,cm/s。
10.3?。担悖?s檢定點只參加流速準確度評定,不作為流向準確度評定。
10.4 計算流速測量誤差△Vi。
△Vi=Vi-V車i
式中:V車i-檢定點流速標準值,cm/s。
Vi-相應于檢定點的流速響應值,cm/s。
10.5 計算流向測量誤差△Qi
△Qi=Qi-Q’i
式中:Q’i-方位檢定點的流向標準值,°。
Qi-相應于方位檢定點的流向響應值,°。
?。保保ɡ藱z定。
?。保保薄⒉ɡ藗鞲衅髡_安裝在波浪模擬裝置上,啟動波浪模擬裝置,待轉速穩定后啟動記錄儀,記錄長度為15個連續波,取其中10個連續波進行平均,記作平均波高H和平均周期T。
?。保保病〔ǜ邫z定點的選擇。在波周期分別為20s和5s的條件下,波高檢定點為1、3m。
?。保保场〔ㄖ芷跈z定點選擇。在波高為3m的條件下,周期檢定點為4、6、9、12、18、22、25s。
11.4 計算波高測量誤差R。
?。遥健鳎瑁取粒保埃埃?br/> 式中:△h=H-H
?。龋鳈z定點波高標準值,m。
H-對應檢定點的連續10個響應波高的平均值,m。
?。保保怠∮嬎悴ㄖ芷跍y量誤差△T或R。
△T=T-T
或R=△T/T×100%
式中:T-各檢定點波周期標準值,s。
T-對應檢定點的連續10個響應波周期的平均值,s。
11.6 頻帶不均勻度檢查。
?。龋妫剑龋恚幔龋恚椋睿取粒保埃埃?br/> 式中:H-周期檢定點所對應的波高標準值,H=3m。
?。龋恚幔芷跈z定點中最大的H,m。
Hmin-周期檢定點中最小的H,m。
五 檢定結果處理及檢定周期
?。保玻畽z定的實驗數據和數據處理結果填入相應的附表中。
13.對海洋資料浮標的部分技術性能進行檢定時,經檢定符合第二章中相應規定的技術要求的,發給檢定的證書(注明檢定項目);不符合的,發給檢定結果通知書。
?。保矗疲冢疲残秃Q筚Y料浮標的檢定周期為一年半。
?。保担疲冢樱毙秃Q筚Y料浮標的檢定周期為一年。