电子探空仪基测箱功能需求书

1、电子探空仪基测箱功能需求书中国气象局综合观测司二。一二年九月、八、八 、亠刖言为规范电子探空仪基测箱的研制和生产，中国气象局综合观测司组织中国气象局气象探测中心编写了电子探空仪基测箱功能需求书。本需求书针对高空气象观测工作中对探空仪的地面基值测定需求，主要提出了探空仪基测箱的总体要求、基本功能、技术性能、结构设计原则和组成等。探空仪基测箱的研制、生产、使用必须遵从本功能需求书。本功能需求书解释权归中国气象局综合观测司。目录 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1 总体要求 12 组成和工作原理 13 功能要求 23.1总

2、体功能 23.2标准器 23.3饱和盐及托盘 33.4测量显示电路 33.5通风器 33.6检测室 33.7数据传输电路 33.8 湿度零点检测器 33.9 探空仪供电电源 33.10 机箱 . 3 HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 4 技术要求 34.1主要技术指标 34.2 可靠性和维修性 54.3电气安全性. 54.4尺寸和重量. 54.5 环境适应性要求 . 5运输 . 51 总体要求电子探空仪基测箱提供的气压、 温度和湿度标准值， 应符合气象要素量值传 递的要 求，能够用于 L 波段雷达探空系统、北斗（或 GPS 卫星导航探空系统电 子

3、探空仪的地面 基值测定。基测箱温度和气压环境采用自然大气条件； 湿度环境由分子筛、 饱和盐溶液 产生和 控制，应能提供 0%RH 13%RH 34%RH 75%R! 和 98%R 區种湿度环境。基测箱外形应美观， 颜色协调， 符合人机工程学要求， 产品标识和功能说 明标 志清晰牢固；基测箱结构件的装配应准确、牢固，无松动；被检探空仪的温 度、湿度传感 器及其支架能够方便地置于检测室内与温度元件等高的位置， 放置 后检测室应达到密封状 态。基测箱所用电子元器件的可靠性指标应符合相关标准要求。 对选用元器件进 行老化 和筛选，采用降额使用的方法提高可靠性。基测箱应配备故障检查软件，具有自检功能和故

4、障报警功能。 基测箱所采用的标准器 和箱体设计应充分考虑计量检定的要求。2 组成和工作原理 基测箱由标准器、饱和盐及托盘、测量显示电路、通风器、检测室、 数据传 输电路、数据转接传输接口（分别与探空仪与计算机连接） 、湿度零点检测器、 探 空仪供电电源和机箱等组成。基本结构和气体流程如图 1 所示。基测箱的结构应为气流上下循环式风洞， 设置收缩段和扩散段， 保证气流均 匀、稳 定，在不同位置有所需流速的气流。检测室处于箱体的上面，在其上风方 向设置被测探空 仪温度和湿度元件支架插入口，插入方便快捷，插口结实耐用。 检测时插入口应密封。气压标准器使用硅压阻压力传感器； 温度和湿度采用铂电阻通风干

5、湿表传感 器。铂 电阻通风干湿表干球、 湿球温度测量元件与加水槽应为一体化结构。 饱和 盐托盘由耐腐 蚀材料组成。测 量-I 电-风扇-e和盐及汩图i电子探空仪基测箱基本结构示意图基测箱湿度环境产生的工作原理为：动力风扇产生气流，向下进入箱体下层，经过饱和盐溶液液面，饱和盐溶液吸收（或放出）水分以控制箱内湿度，然后向上通过被测探空仪元件和铂电阻通风干湿表形成循环，气流拐弯处加装导流片，并在上层和下层形成通风道，通过调整收缩比使通风干湿表处的气流流速达到规定的通风速度。通过更换饱和盐溶液实现对检测室内湿度控制，配备氯化锂、氯 化镁、氯化钠、硫酸钾饱和盐和分子筛，实现五个湿度检测点的控制。3功能要

6、求3.1总体功能能直接显示相对湿度、干球温度、湿球温度和大气压力值，通过切换应能显示露点温度。通过显示面板上的按键，能对干球温度、湿球温度、气压示值和干湿表A值进行修正，并具有限制示值修正的密码设置功能。基测箱标准器的输出值（包括温度、气压和相对湿度值）应能传输至地面信号接收处理系统的计算机，并能在计算机显示其连续变化（显示分辨力应可调），能够通过计算机对探空仪进行频率调整和其他操作。基测箱与计算机的传输距离不小于3m3.2标准器能够通过单片机自动采集硅压阻、干球温度、湿球温度传感器的输出值，通过转换和计算显示气压、温度和相对湿度标准值。铂电阻通风干湿表的湿球纱布能自动加水，结构应便于快捷更换

7、湿球纱布和向水槽中加水。3.3饱和盐及托盘 置于基测箱的饱和盐溶液和托盘应能方便地取出、更换，工作时基测箱须密 封，饱和盐溶液不能溅出托盘外。3.4测量显示电路能将硅压阻传感器测量的压力信号转换为气压值，利用干球温度、 湿球温度传感器的输出信号和硅压阻传感器测得的气压值， 计算或转换得到干球温度、 湿球温度和相对 湿度值，并进行数字显示。3.5 通风器 通过电机带动风扇转动， 给基测箱内气流循环提供动力， 同时给通风干湿表 提供风 力。检测室检测室被测元件的下风方向能够安置铂电阻通风干湿表传感器， 其干球和湿球 铂电阻测量元件与被检探空仪温度、湿度测量元件应处于同一高度。数据传输电路 将标准器

8、输出值，经通用标准接口或无线电通信方式传输至探空仪接收 系统计算机。3.8 湿度零点检测器能以分子筛为吸湿材料控制产生 0%RHi 度环境，用于探空仪湿度元件的校 准。 检测器内应能方便地放置被检探空仪的温度、湿度测量元件及其支杆；能 保证工作时 干燥筒内处于密封状态，并有通过干燥剂和被测元件的循环气流。3.9 探空仪供电电源 能为被检探空仪提供电源。3.10 机箱机箱应有足够的强度，以提供内部各部分的支撑；机箱内可采用热滞大的 材料或保温层，以减少工作时检测室内的温升，并保证温度、湿度场的均匀性、 稳定性。4 技术要求4.1 主要技术指标4.1.1 温度测量范围： 0 c? 40 C； 分辨

9、力： 0.01 C；最大允许误差：士 0.1 C；干球和湿球铂电阻温度传感器最大配对误差：士 0.1 C；干球和湿球铂电阻温度传感器年漂移量： w 0.1 Co湿度测量范围 : 0 %RH ? 95 %RH ；分辨力： 0.1%RH； 最大允许误差：士 2 %RHo气压测量范围： 550 hPa ? 1060 hPa ；分辨力： 0.1 hPa ；最大允许误差： 0.3 hPa ； 气压传感器年漂移量： w 0.2hPa o4.1.4 通风速度在通风干湿表位置： 3.5 m/s 0.5 m/s 。4.1.5 温度场稳定性0.2 c。4.1.6 温度场均匀性0.2 c。4.1.7 温度场温升不超

10、过 0.2 c /min 。4.1.8 湿度场稳定性2 %RH。4.1.9 湿度场均匀性1 %RH4.1.10 输出电压有以下电压输出：正负对称直流电压 土 14 V，误差土 1 V;对地 6V、10 V 和 28 V，误差土 1 V可靠性和维修性部件；提可靠性：连续工作时间 30min ；平均故障间隔时间 MTBF 仙): 1000 h ; 维修性：进行维修可达性、方便性和快速性设计；尽量采用标准化和互换性 供维修手册，平均修复时间 MTTR 应不超过 30 min。电气安全性基测箱外壳带电应不超过 36 V;电源线与机壳之间的电阻应不小于2 M-尺寸和重量尺寸(长、宽、高 )：不超过 50 cmx40 cmx40 cm。重量：不超过 20kg。4.5 环境适应性要求4.5.1 温度工作条件：0 C? 40 C；贮运条件：-40 C? 60 C。4.5.2 湿度工作条件：95 %RH (35 C)；贮存条件：95 %RH (40 C)。4.5.3 电源交流 220X( 1 10% V ,频率： 50 Hz。4.5.4 冲击基测箱在下述冲击条件下不应损坏