rus   eng Об организации Продукция Карта сайта Послать сообщение
об организации направления деятельности продукция карта сайта ссылки контакты
КАРТА САЙТА
5 Февраля 2008

Осадкомер весовой МЖ-24 в 2007 году

В 2007 году осадкомер МЖ-24 проходил испытания на Валдайском осадкомерном полигоне ГГИ, на метеостанции Н-Новгород и Семенково.

Результаты очень обнадеживающие. В процессе испытаний осадкомер измерял количество выпавших жидких, твердых и смешанных осадков в диапазоне температур от минус 30 º С до + 32 º С с погрешностью не более 0,3 мм относительно осадкомера Третьякова. Прибор работает непрерывно со сменой информации в 10 секунд. Это обстоятельство позволяет получать оперативные данные об интенсивности осадков.

НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ОТЧЕТ

Целевая научно-техническая программа
"Научные исследования и разработки в области гидрометеорологии
и мониторинга окружающей среды»

РЕЗУЛЬТАТЫ ОПЫТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ
ОСАДКОМЕРА МЖ-24

по теме  1.2.1 Плана  НИОКР  ЦКБ ГМП
для государственных нужд  в области гидрометеорологии и мониторинга
окружающей среды на 2007 год:
«Развить новые технологии и метрологическое обеспечение приземных метео-рологических наблюдений на наблюдательной сети Росгидромета, применительно к внедряемым на сети новым техническим средствам. Обеспечить научно-методическую поддержку реализации Проекта технической модернизации Росгидромета. Обеспечить научно-методическое руководство наблюдательной сетью, поверку эталонных средств сетевых наблюдений, работы по техническому регулированию, стандартизации и мет-рологии, выполнение международных обязательств Росгидромета в области метеороло-гических, теплобалансовых, и актинометрических наблюдений, наблюдений за атмо-сферным электричеством.»
(заключительный)

Руководитель темы,
начальник  ОГК-2  ЦКБ ГМП                                          А. Д. Богачев

Обнинск 2007

РЕФЕРАТ

Отчет  24 с., 1 ч.,   11 рис., 1 таблица

ОСАДКОМЕР  ВЕСОВОЙ  МЖ-24,  ВЕТРОВАЯ ЗАЩИТА,  ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУА-ТАЦИЯ, МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКАЯ ПЛОЩАДКА, ВАЛДАЙСКИЙ ФИЛИАЛ ГОСУ-ДАРСТВЕННОГО ГИДРОЛОГИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА

Объектом исследования являлись осадкомеры весовые МЖ-24, разработанные и изготовленные ЦКБ ГМП ГУ «НПО «Тайфун», сертификат об утверждении типа средств измерений, в том числе и военного назначения, RU.C.28.018.А(В) №25785 от 24.11.2006 г.
Цель работы заключалась в проведении опытной эксплуатации осадкомеров весовых МЖ-24  на различных метеорологических площадках ГМС.
В результате  опытной эксплуатация осадкомеров весовых  МЖ-24 были получены исходные данные для заключения о возможности использования осадкомеров
МЖ-24 в качестве табельного прибора на наблюдательной сети Росгидромета.


СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1 ОСАДКОМЕР ВЕСОВОЙ МЖ-24
1.1 Аналоги осадкомера весового МЖ-24
1.2 Описание осадкомера весового МЖ-24
1.2.1 Назначение, область применения
1.2.2 Описание
1.2.3 Основные технические характеристики
1.2.4 Комплектность
1.2.5 Поверка
1.3 Ветровая защита
1.3.1 Систематические  погрешности при измерении осадков без использования ветровой защиты
1.3.2 Типы ветровой защиты
1.3.3 Выбор и описание конструкции ветровой защиты  осадкомера МЖ-24
2 ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСАДКОМЕРА ЕСОВОГО МЖ-24
2.1 Цель опытной эксплуатации
2.2 Место и условия опытной эксплуатации
2.3 Порядок и методика проведения опытной эксплуатации
2.4 Результаты опытной эксплуатации
2.4.1 Обработка результатов опытной эксплуатации
2.4.2 Результаты опытной эксплуатации на метеостанции Семенково Вологодского ЦГМС
2.4.3 Результаты опытной эксплуатации на метеорологическойплощадке Валдайского филиала государственного гидрологического института
2.4.4 Результаты опытной эксплуатации на метеорологическойстанции Нижнего Новгорода ВВ УГМС
2.4.5 Анализ результатов сравнительных наблюдений осадкомером МЖ-24 и метеорологическим радиолокатором МРЛ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ

ВВЕДЕНИЕ

Основанием для выполнения работ  по опытной эксплуатации осадкомера МЖ-24 явился  План НИОКР ЦКБ ГМП для государственных нужд  в области гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды на 2007 год по теме 1.2.1 «Развить новые технологии и метрологическое обеспечение приземных метеорологических наблюдений на наблюдательной сети Росгидромета, применительно к внедряемым на сети новым техническим средствам. Обеспечить научно-методическую поддержку реализации Проекта технической модернизации Росгидромета. Обеспечить научно-методическое руководство наблюдательной сетью, поверку эталонных средств сетевых наблюдений, работы по техническому регулированию, стандартизации и метрологии, выполнение международных обязательств Росгидромета в области метеорологических, теплобалансовых, и актинометрических наблюдений, наблюдений за атмосферным электричеством».
Опытная эксплуатация проводилась на метеорологической площадке Валдайского филиала государственного гидрологического института (далее – ВФ ГГИ),  метеорологической станции Нижнего Новгорода ВВ УГМС и метеорологической станции Семенково Вологодского ЦГМС

1 ОСАДКОМЕР ВЕСОВОЙ  МЖ-24

1.1 Аналоги осадкомера весового МЖ-24
1.1.1 Аналогом  осадкомера МЖ-24 является датчик осадков Т-200 фирмы GEONOR (рисунок 1).

Рисунок 1 - датчик осадков Т-200 фирмы GEONOR

Датчик осадков Т-200 предназначен для круглогодичного использования при дистанционном автоматическом измерении количества осадков, а также для расчета их интенсивности.
Датчик осадков Т-200 используется национальными гидрометеорологическими службами, службами обслуживания дорог, энергетическими компаниями, аэропортами, службами предупреждения лавин, снежных потоков и центрами сельскохозяйственного мониторинга. Установленные приборы постоянно контролируются, в частности, в различных метеорологических институтах. Надежность, достоверность и точность прибора сравнивалась с другими приборами в программе ВМО / CIMO.
Датчик осадков Т-200 содержит защитный кожух – корпус с отверстием для осадков и емкостью - контейнером для сбора снега/дождя. Количество осадков отслеживается весовым датчиком. Прибор вместе с ветровым экраном устанавливается на пьедестале – основании.
Датчик осадков Т-200 очень точен, несмотря на его простоту и простоту установки и обслуживания. Осадки расплавляются в контейнере с антифризом, покрытым пленкой с малой вязкостью для затруднения испарения. Электрический подогрев отсутствует, и тем самым исключается основной источник погрешностей.
Осадки и антифриз в контейнере взвешиваются с помощью датчика с частотным выходом. Частота зависит от приложенного напряжения, следовательно, количество осадков может  быть рассчитано. Эта частота в виде напряжением 0-5 В прямоугольной формы может быть легко преобразована и состыкована с большинством систем сбора данных. Этот принцип измерения хорошо подходит для длительного дистанционного применения.
Датчик осадков Т-200 позволяет проводить измерения осадков за любые интервалы времени, однократные измерения или же несколько раз в минуту. Это позволяет рассчитать интенсивность осадков.
Технические характеристики датчика осадков Т-200:
- емкость (включая жидкий антифриз) от 0 до 600 мм;
- погрешность измерений 0,1 %;
- чувствительность 0,1 мм;
- диапазон рабочих температур воздуха от минус 25 до 60 °С;
- площадь приемного отверстия 200 см²;
- габаритные размеры (диаметр х высота ) 390 х 760 мм;
- масса 1,3 кг.
1.1.2 Заключение по сравнению осадкомера весового МЖ-24 с датчиком осадков  Т-200:
- осадкомер весовой МЖ-24 в отличие от датчика осадков Т-200 не использует антифриз для расплавления твердых осадков;
- датчик осадков Т-200  и осадкомер весовой МЖ-24 имеют одинаковые размеры приемного отверстия. Измерение осадков производится непрерывно, что позволяет кроме измерения общего количества выпавших жидких, твердых и смешанных осадков получать данные об интенсивности осадков в реальном масштабе времени.
1.1.3 В качестве корпуса  в осадкомере МЖ-24 использован корпус от плювиографа П-2М, сертификат RU.C.29.001.A №13835, номер Госреестра 24098-02.
Плювиограф П-2М предназначен для регистрации количества и интенсивности выпадающих в жидком состоянии атмосферных осадков.
Принцип действия прибора основан на зависимости вертикальных перемещений поплавка от уровня осадков в поплавковой камере. Прибор состоит из корпуса, поплавковой камеры и сифона. Приемником прибора служит цилиндрический сосуд. Жидкие осадки, стекающие из приемного сосуда в водосборную камеру, вызывают вертикальное перемещение находящегося в ней поплавка. При подъеме поплавка перемещается жестко связанная с направляющим стержнем поплавка стрелка с пером. Результат измерения фиксируется на диаграммной ленте.
Областью применения прибора является сеть метеостанций и для любых заинтересо-ванных предприятий, где необходимо измерение и запись хода выпадения жидких осадков.
При разработке конструкции осадкомера весового МЖ-24 корпус плювиографа П-2М был использован в качестве аналога. Во-первых плювиограф широко применяется на наблюдательной сети Росгидромета в качестве ручного прибора, во-вторых производство плювиографа П-2М  освоено, он выпускается серийно в ОП ЦКБ ГМП ГУ «НПО «Тайфун», в третьих внутренняя часть корпуса плювиографа П-2М достаточна для раз-мещения электронных узлов осадкомера весового МЖ-24.

1.2 Описание осадкомера весового МЖ-24

1.2.1 Назначение, область применения

1.2.1.1 Осадкомер весовой МЖ-24 (далее - осадкомер МЖ-24) (рисунок 2) предназначен для автоматического дистанционного измерения количества смешанных осадков, выпавших за установленные интервалы измерений с отображением этих данных на табло. МЖ-24 могут применяться в гидрометеорологии, агрометеорологии, авиации и других областях промышленности и сферы обороны и безопасности.
Осадкомер МЖ-24 имеет сертификат об утверждении типа средств измерений, в том числе и военного назначения, RU.C.28.018.А(В) №25785 от 24.11.2006 г., действителен до 01 декабря 2011 г.

Рисунок 2 – Осадкомер весовой МЖ-24

1.2.2 Описание

1.2.2.1 Принцип действия осадкомера МЖ-24 основан на преобразовании электрического сигнала, пропорционального измеряемой нагрузке и поступающего от весоизмерительного тензорезисторного датчика (далее – тензодатчика), в цифровой код с последующим вычислением и отображением значения количества смешанных  осадков.
В электрической схеме тензодатчиков предусмотрена система термокомпенсации.
1.2.2.2 Осадкомеры МЖ-24 могут использоваться для измерения смешанных осадков как самостоятельные изделия, либо в составе автоматических метеорологических комплексов. Измеренное количество осадков  отображается на табло осадкомера МЖ-24 и поступает по кабелю на  ПК по интерфейсу RS-232 или дублирующее табло. Длина кабеля связи не менее 200 м.
1.2.2.3 Конструктивно корпус осадкомера МЖ-24 выполнен из стали, защищенной лакокрасочным покрытием, в виде цилиндра с отверстием для приемника осадков. Приёмник осадков в виде цилиндра высотой 400 мм, помогающий удерживать снег от выдувания, соединён с корпусом восемью винтами. В верхней части приёмника осадков имеется ободок, образующий точную поверхность площадью  равной 200 см². Приёмник  и ободок выполнены из коррозионностойкого материала.
Корпус осадкомера МЖ-24 состоит из двух отсеков, закрытых дверцами. Дверцы открываются направо под углом 180 градусов. Дверцы имеют уплотняющие прокладки, оснащены замками и закрываются с помощью ключа. В верхнем отсеке корпуса осадкомера МЖ-24 расположены датчик весоизмерительный тензорезисторный  (далее – тензодатчик) с основанием, на котором устанавливается сосуд для сбора осадков. Осадки из сосуда  удаляются вручную. В нижнем отсеке располагается прибор весоизмерительный Микросим – 0601-Б (далее – М0601) с индикатором, на котором  высвечивается фактическое количество измеряемых осадков в мм. Индикатор виден через застекленное окошко в нижней дверце.
Тензодатчик и М0601 соединены между собой кабелем. В самой нижней части корпуса осадкомера МЖ-24 имеется круглое отверстие с втулкой для кабеля длиной до  200 м, с помощью которого осадкомер МЖ-24 соединяется с дублирующим табло М1900 (далее – М1900) и подается электропитание на осадкомер МЖ-24.
Внутри корпуса предусмотрено место для  установки дополнительных устройств, которые могут понадобиться в дальнейшем, например, сотовый модем с антенной.
1.2.2.4 Осадкомер МЖ-24 устанавливается на постамент, на уровне двух метров от земли, состоящий из треугольного фланца и трубы, которые защищены лакокрасочным покрытием. Осадкомер МЖ-24 крепится к фланцу тремя болтами М8. Трубу постамента закапывают в землю и бетонируют. Горизонтальность постамента проверяется с помощью водяного уровня.
1.2.2.5 Осадкомер МЖ-24 обеспечивает:
- автоматическое дистанционное измерение количества смешанных осадков;
- вывод информации в цифровом виде на индикационное табло об измеренном количестве смешанных осадков, приведенных к воде, выпавших за установленные интервалы измерений в мм;
- передачу формата сообщения от осадкомера МЖ-24 по последовательному и параллельному интерфейсам об измеренном количестве смешанных осадков на дублирующее табло на расстояние до 200 м и возможность передачи формата сообщения в ПК, на принтер.
Формат сообщения  содержит номер осадкомера МЖ-24 (NNNNNNN), измеряемый параметр в мм (ХХХХХ).
1.2.2.6 По условиям эксплуатации осадкомер МЖ-24 по ГОСТ РВ 20.39.304-98 соответствуют группе 1.3 исполнения УХЛ за исключением диапазона рабочих температур, который установлен от минус 40 до 50 °С.

1.2.3 Основные технические характеристики

Диапазон измерений количества смешанных осадков, мм ......от 0 до 100
Пределы допускаемой погрешности измерений количества
смешанных осадков, мм ............................................................±(0,1+0,05 Хс),
    где Хс – измеренное значение количества смешанных осадков
Напряжение питания от сети переменного тока частотой
(50 ± 3) Гц, В ...........................................................................от 187 до 242
Потребляемая мощность, ВА, не более .......................................25
Потребляемая мощность, ВА, не более .......................................10
Площадь приемного отверстия приемника,см2 ............................200 ± 0,5
Емкость сосуда,см3 ...................................................................3000
Габаритные размеры, мм, не более:
МЖ-24 (диаметр х высота) .........................................................330х968
постамент (длина х ширина х высота) ........................................312х248х1404
табло дублирующее ..................................................................172х104х53
Масса, кг, не более:
без постамента ..........................................................................15
с постаментом ............................................................................40
табло дублирующее ..................................................................1
Среднее время наработки на отказ, ч, не менее .........................8000
Средний срок службы, лет, не менее .........................................10
Рабочие условия эксплуатации:
температура окружающего воздуха,˚С .......................................от -40 до +50
относительная влажность воздуха,при температуре 35˚С, %, не более 98.

1.2.4 Комплектность

В комплект поставки входят: осадкомер весовой МЖ-24; сосуд; постамент; табло дублирующее М1900.

1.2.5 Поверка

Поверка осадкомера МЖ-24 проводится в соответствии с документом «Осадкомеры весовые МЖ-24. Инструкция по поверке», утвержденным ГЦИ СИ «Воентест» 32 ГНИИИ МО РФ в сентябре 2006 г., входящим в комплект поставки.
Средства поверки: набор гирь (1г, 500г, 1 кг, 2 кг) Е1, ГОСТ 7328-2001.
Межповерочный интервал 1 год.

1.3 Ветровая защита

1.3.1 Систематические  погрешности при измерении осадков без использования ветровой защиты

1.3.1.1 Систематические  погрешности при измерении осадков без использования ветровой защиты могут быть следующими:
- недоучёт осадков, особенно в холодный период года (может частично или полностью компенсироваться надуванием ложных осадков во время метелей); 
- надувание снега с горизонтальной части поверхности кожуха (вокруг приемного отверстия сосуда). Снег, попадающий на поверхность кожуха при слабых ветрах, сдувается затем внутрь сосуда (прецедент - канадский снегомер Нифера). Практически у прибора нефиксированная приёмная поверхность. Следствие - переучёт (завышение) твёрдых осадков при ветрах около 2-3 м/с;
- попадание брызг  от тех   же горизонтальных частей кожуха внутрь сосуда при жидких осадках, причём, чем сильнее дождь, тем больше попадание брызг, но меньше ветровой недоучёт. Суммарным следствием является либо недоучёт, либо переучёт (завышение) осадков в зависимости от скорости ветра и интенсивности дождя (размера капель). 
- надувание осадков во время метелей.
В связи с тем, что систематические погрешности разные по знаку, определение их и дальнейшее использование для корректировки осадков чрезвычайно затруднительно.
Исполнение же весового осадкомера в корпусе осадкомера с ветровой зашитой позволит избежать ряда перечисленных погрешностей.

1.3.2 Типы ветровой защиты

1.3.2.1 Согласно рекомендациям ВМО [1],  в качестве ветровой защиты в осадкомерах могут ис-пользоваться следующие типы:
- защита  Альтера (рисунок 3), которая состоит из 32 свободно подвешенных металлических листов с гальваническим покрытием, расположенных на кольце  (датчики осадков челночного типа моделей М2526, М260-952 фирмы NovaLynx, США;  датчик осадков весового типа Т-200В фирмы GEONOR, Норвегия);

Рисунок 3 - Ветровая защита Альтера

- канадская защита Нифера (рисунок 4) (осадкомер весовой PLUVIO фирмы ОТТ, Германия; осад-комер весовой  VRG101 фирмы VAISALA, Финляндия);

Рисунок 4 - Ветроая защита Нифера

- ветровая защита Третьякова (рисунок 5)  состоит из 15 планок, имеющих форму равнобедренной трапеции. Планки изогнуты по специальному шаблону. Верхние концы планок отогнуты во внешнюю сторону, в собранном осадкомере они находятся в одной горизонтальной плоскости. Планки имеют вырубки с ушками, сквозь которые проходит металлическое кольцо. Кольцо с планками крепится к столбу, на котором устраивается осадкомер. Планки расположены на равных расстояниях друг от друга и стянуты между собой вверху и внизу цепочками (осадкомер Третьякова 0-1, Россия, датчик осадков «ПЕЛЕНГ СФ-11», Белоруссия).

Рисунок 5 - Ветровая  защита  Третьякова

1.3.3 Выбор и описание конструкции ветровой защиты  МЖ-24

1.3.3.1 В качестве ветровой защиты для осадкомера МЖ-24 по рекомендации Главной геофизической обсерватории им. Воейкова (исх.  № 218/29 от 06.03.200)  [2]  используется полуомера Третьякова. Данный выбор позволяет использовать однотипные конструкции ветровых защит для достижения однородности и сравнимости результатов измерений на сети РФ, где осадкомер Третьякова является стандартным прибором. Сохранен диаметр верхней части ветровой защиты, а также число пластин и профиль их верхней половины.
Соблюдено условие свободного   просыпания  выпадающего  снега  между  корпусом  осадкомера МЖ-24  и  пластинами. Опасность  задержки снега в  промежутке между  нижней частью защиты и корпусом  МЖ-24  особенно  велика  в районах  с выпадением большого ко-личества мокрого снега (восточное побережье РФ – Камчатка, Сахалин). 
1.3.3.2 На рисунке 6 изображен экран ветровой ИЛАН.305126.003, предназначенный для исключения (уменьшения) влияния деформаций   ветрового   поля  над  приёмным отверстием  осадкомера МЖ-24. Экран ветровой состоит из двух кронштейнов поз.1 и поз. 2, на которых  установлены три вертикальные стойки поз 3. На верхнем конце стоек закреплено кольцо поз.4 диаметром 840 мм, изготовленное из прутка диаметра 10мм, с помощью трех скоб поз. 5. Равномерно по диаметру кольца поз 4 распределены пятнадцать щитков поз. 6. Щитки могут  свободно  вращаться  вокруг кольца.
Между  собой  щитки  соединены двумя рядами колец поз. 7. Экран ветровой крепится к основанию постамента ИЛАН.301316.001, на который установлен осадкомер весовой МЖ-24.

Рисунок 6

2 ОПЫТНАЯ ЭКСПЛУАТАЦИЯ ОСАДКОМЕРА ВЕСОВОГО МЖ-24

2.1 Цель опытной эксплуатации

2.1.1 Опытная эксплуатация осадкомера МЖ-24 проводилась с целью:
- определения сходимости данных о количестве выпавших  осадков осадкомером весовым МЖ-24   и осадкомера Третьякова, установленными на метеорологической площадке;
- оценки надежности  функционирования осадкомера МЖ-24 в различных погодных условиях;
- оценки удобства работы метеонаблюдателя с осадкомером МЖ-24 и его технического  обслуживания  в процессе эксплуатации;
- получения исходных данных для заключения о возможности использования осадкомера МЖ-24 в качестве табельного прибора на наблюдательной сети Росгидромета.
2.1.2 Дополнительными целями опытной эксплуатации являлись:
- определение сходимости показаний о количестве выпавших осадков осадкомером МЖ-24 и данными, полученными от  метеорологического радиолокатора МРЛ;
- получение данных об интенсивности выпадения осадков в ходе наблюдений.

2.2 Место и условия опытной эксплуатации

2.2.1 Опытная эксплуатация осадкомеров МЖ-24 проводилась на метеорологической площадке Валдайского филиала государственного гидрологического института (далее – ВФ ГГИ), на метеорологической станции Н-Новгорода ВВ УГМС и метеостанции Семенково Вологодского ЦГМС
2.2.2 Осадкомеры МЖ-24 устанавливались на метеорологических площадках в соответствии с эксплуатационной документацией.
2.2.3 Методическое руководство опытной эксплуатацией осуществлял ГГИ.

2.3 Порядок и методика проведения опытной эксплуатации

2.3.1 Опытная эксплуатация осадкомеров МЖ-24 продолжалась в период с 01.12.2006 по 30.09.2007 г.
2.3.2 Осадкомеры МЖ-24  работали в автоматическом режиме и обеспечивали получение информации о смешанных осадках, приведенных к воде круглосуточно.
Наблюдения за осадками выполнялись непрерывно в течение всего периода эксплуатации в соответствии с «Наставлениями гидрометеорологическим станциям и постам», вып. 3, часть 1.
При выполнении измерений осадков учитывали метеорологические условия и атмосферные явления в срок и между сроками наблюдений.
2.3.3 Синхронные наблюдения  совместно со штатными осадкомерами проводились 2 раза в сутки, результаты наблюдений по срокам заносились в таблицу.
2.3.4 Оценка сходимости измерений выполнялась  на основе сопоставления данных, измеренных осадкомером МЖ-24 автоматически и данных, измеренных метеонаблюдателем с помощью штатного прибора для измерения осадков.
2.3.5 Оценка влияния метеорологических факторов (температуры воздуха, скорость и направление ветра и др.) на осадкомер МЖ-24  осуществлялась путем сличения сходимости показаний при различных климатических условиях.
2.3.6 Оценка  удобства работы метеонаблюдателя с осадкомером МЖ-24 определялась персоналом метеорологических площадок субъективно.
2.3.7 Оценка надежности осадкомера МЖ-24 (наработка на отказ) производилась на основе подсчета количества отказов за время опытной эксплуатации.

2.4 Результаты опытной эксплуатации

2.4.1 Обработка результатов опытной эксплуатации

2.4.1.1 Для сравнительной оценки результатов опытной эксплуатации использовались  данные срочных наблюдений, полученные с помощью синхронных измерений штатным прибором для измерения осадков на метеорологической площадке и осадкомером МЖ-24.
2.4.1.2 Статистическая обработка данных производилась разработчиком осадкомера МЖ-24 с помощью программы EXCEL и включала в себя следующие операции:
- оценку отклонения средних значений количества осадков на статистически однородных периодах выделенных типов погоды (посезонно);
- оценку дисперсии измерений также в пределах  выделенных относительно однородных периодов;
- оценку закона распределения отклонения результатов измерения с построением гистограмм.

2.4.2 Результаты опытной эксплуатации на метеостанции Семенково Вологодского ЦГМС

Для проведения испытаний датчик был установлен непосредственно на метеоплощадке на расстоянии 5 метров от осадкомера Третьякова. Ветровой защиты у датчика МЖ-24 не было. Результаты сравнения следующие:
Ср. отклонение           0,10
Ср.арифметическое     0,01
Ср.арифметическое     0,17
Сходимость проверялась на основании данных   за все время наблюдения, количество измерений  67. Осадки выпадали в виде дождя.
Сходимость хорошая: среднее отклонение 0,10 мм (заданная погрешность
0,3 мм).
Сравнительные данные по осадкам, Вологда – Семенково, сентябрь 2006 г. приведены на рисунке 7.  Распределение погрешностей по осадкам ( метеостанция   Семенково, июль – сентябрь 2006 г.) дано на рисунке 8.


Рисунок 7 – Сравнительные данные по осадкам, Вологда-Семенково, сентябрь 2006г

 

Рисунок 8 – Осадки, Семенково, июль - сентябрь 2006 г.
Распределение погрешностей

 

2.4.3 Результаты опытной эксплуатации на метеорологической площадке Валдай-ского филиала государственного гидрологического института

Для проведения испытаний датчик был установлен непосредственно на метеоплощадке на расстоянии 50 метров от осадкомера Третьякова. Ветровой защиты у датчика МЖ-24 не было. Результаты испытаний  следующие:

Сравнительные данные по осадкам, Валдай 2007г
    
№ пп месяц       ср. откл   ср.арифм 
    
1 Декабрь             0,37        0,37 
2 янв                    0,27        0,27 
3 фев                   0,28         0,19 
4 мар                    0,21        0,24 
5 апр                    0,13        0,15 
6 май                    0,3          0,25 
7 июн                   0,19        0,14 
8 июл                   0,29        0,01 
9 авг                    0,27        0,10 
10 сен                  0,17        0,03 
Средние за год    0,25        0,18 


Количество осадков >0,6мм составляет 46% случаев, при этом  допустимая погрешность составляет 0.3 мм. В процессе испытаний осадки выпадали в виде дождя, снега, смешанного типа. Диапазон рабочих температур составил от минус 30 до  30 ºС, скорость ветра достигала 15 м/с.
Сравнительные данные по осадкам на метеорологической площадке ВФ ГГИ приведены на рисунке 9. 
Распределение погрешностей по осадкам (метеостанция   ВФ ГГИ, 2007 г.) дано на рисунке 10.

Рисунок 9 - Сравнительные данные по осадкам на метеорологической площадке ВФ ГГИ

 

Рисунок 10 - Сравнительные данные по осадкам на метеорологической площадке ВФ ГГИ

2.4.4 Результаты опытной эксплуатации на метеорологической станции
Нижнего Новгорода ВВ УГМС

Для проведения испытаний датчик был установлен непосредственно на метеоплощадке на расстоянии 15 метров от осадкомера Третьякова. Ветровой защиты у датчика МЖ-24 не было. Результаты испытаний  следующие:

Сравнительные данные по осадкам, Нижний Новгород 2007г.
   
№ пп месяц         ср. откл      ср.арифм
   
1 янв                     0,26           0,00
2 фев                    0,28          -0,08
3 мар                     0,25          -0,18
4 апр                     0,33          -0,15
5 май                     0,24           0,19
6 июн                    0,25          -0,15
7 июл                    0,32           0,22
8 авг                     0,21           0,20
9 сен                     0,21           0,26
10 окт                   0,28          -0,08
Средние за год     0,26           0,02

Количество случаев с осадками 132, осадки >0,6мм составляет 82% случаев,  при этом  допустимая погрешность составляет 0.3 мм. В процессе испытаний осадки выпадали в виде дождя, снега, смешанного типа. Диапазон рабочих температур составил от минус 30 до  30 ºС, скорость ветра достигала 15 м/с.
Распределение погрешностей по осадкам (метеостанция Нижнего Новгорода) дано на рисунке 11.

Рисунок 11 - Распределение погрешностей по осадкам
(метеостанция Нижнего Новгорода, 2007г)

2.4.5  Анализ результатов сравнительных наблюдений осадкомером МЖ-24 и метеорологическим радиолокатором МРЛ

2.4.5.1 Одной из задач проведения опытной эксплуатации осадкомера МЖ-24 являлась исследование возможности применения осадкомера МЖ-24  в качестве калибратора для показаний МРЛ.
Для выявления сходимости показаний осадкомера МЖ-24 и эталонных осадкомеров с одной стороны, и показаний МРЛ с другой стороны, осадкомер МЖ-24 был установлен на испытательном полигоне Валдайского филиала ГГИ.
В соответствии с регламентом работ на метеорологической станции измерение количества выпавших осадков производятся вручную  в два (или в четыре) срока. Таким образом, исходными данными для МРЛ могут быть только суммарные показатели выпавших осадков.
В тоже время осадкомер МЖ-24 производит измерение непрерывно, при этом на табло прибора отображается  изменение количества выпадающих осадков с периодичностью обновление результата в 10 с. Таким образом,  осадкомер МЖ-24 может быть использован в качестве измерителя интенсивности всех видов осадков и одновременно давать данные по общему количеству выпавших осадков.
В состав осадкомера МЖ-24 входят два цифровых табло. Одно из них установлено непосредственно на метеорологической площадке, другое – в помещении. Связь между табло осуществляется по 4-жильному кабелю.
Для проведения сравнительных наблюдений осадкомером МЖ-24 и МРЛ вместо цифрового табло, установленного в помещении, был подключен персональный компьютер. Программное обеспечение компьютера позволяет отображать на экране монитора интенсивность осадков за выбранное время. Для испытаний время осреднения показаний интенсивности выбрали равным 5 мин.
В помещении Валдайской метеостанции установлен компьютер, на который выводятся текущие значения, даваемые МРЛ.
На компьютере осадкомера МЖ-24 в это же время выводились данные по текущему значению интенсивности осадков.
Предварительные сравнения интенсивностей показали, что МРЛ, установленный на Валдае, нуждается в коррекции показаний. Прямое сличение данных показало расхождение по крайней мере в два раза по шкале МРЛ ((0.05-0.2),(0.2-0.5),(0.5-1.0), и т.д.)
Таким образом, предварительные данные по сходимости показаний позволяют сделать предположение о необходимости дополнения аппаратуры МРЛ двумя-тремя датчиками осадков, позволяющими калибровать МРЛ в зависимости от характера осадков (твердые, жидкие или смешанные).
В дальнейшем в качестве источника данных об интенсивности осадков может быть использован осадкомер МЖ-24. Для обеспечения оперативности сравнения осадкомер МЖ-24 может быть дополнен сотовым каналом связи, а в помещении МРЛ один из компьютеров можно дополнить программой опроса датчика в нужное время.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Результаты проведенных испытаний позволяют сделать вывод о том, что осадкомер МЖ-24 позволяет измерять все виды осадков в широком диапазоне температур, при различных интенсивностях осадков и скоростях ветра.
Полученные данные дают основание для положительного заключения о применимости осадкомера на наблюдательной сети Росгидромета при условии дополнения осадкомера ветровой защитой.
В связи с вышеизложенным целесообразно продолжить испытания осадкомера после оснащения его  ветровой защитой.

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННЫХ  ИСТОЧНИКОВ

1  Руководство по метеорологическим приборам и методам наблюдений / ВМО .- №8.- 6-е издание.- 2000 // Автоматические метеорологические станции – с.1.6-6
2  Исх.ГГО  № 218/29 от 06.03.2007 - О типе ветровой защиты для осадкомера МЖ-24  

 

 

Rambler's Top100

об  организации направления  деятельности продукция карта  сайта контакты