РД 52.04.168-2001

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

     
Наблюдения за атмосферным электричеством

     

Дата введения 2002-06-01

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН филиалом Главной геофизической обсерватории (ГГО) им. А.И.Воейкова - Научно-исследовательским центром дистанционного зондирования атмосферы (НИЦ ДЗА)

2 РАЗРАБОТЧИКИ Я.М.Шварц, руководитель темы; Л.Г.Соколенко, ст. науч. сотр.; М.Е.Вычегжанина, инженер; Р.Ю.Рябова, нормоконтролер

3 УТВЕРЖДЕН Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет) 16 января 2002 г.

4 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Центральным конструкторским бюро гидрометеорологического приборостроения (ЦКБ ГМП) за номером РД 52.04.168-2001 от 13 декабря 2001 г.

5 ВЗАМЕН РД 52.04.168-88 "Методические указания. Наблюдения за атмосферным электричеством на станциях наземной метеорологической сети"

     1 Область применения

Настоящие методические указания устанавливают основные требования к проведению наблюдений за атмосферным электричеством (АЭ), средствам измерительной техники, обеспечивающим наблюдения, обработке и представлению результатов наблюдений в Специализированный центр данных по атмосферному электричеству (СЦД АЭ).

Основными величинами АЭ, за которыми проводятся наблюдения, являются:

- вертикальная составляющая градиента потенциала электрического поля атмосферы;

- вертикальная составляющая градиента потенциала электрического поля атмосферы, измеренная на открытой площадке;

- удельная положительная электрическая проводимость воздуха;

- удельная отрицательная электрическая проводимость воздуха.

Методические указания предназначены для использования в сетевых наблюдательных организациях (СНО) основной наземной сети наблюдений Росгидромета согласно [1].

     2 Определения, обозначения и сокращения

2.1 В настоящих методических указаниях применяют следующие определения, принятые в научной литературе по атмосферному электричеству.

Градиент потенциала электрического поля атмосферы - это напряженность электрического поля атмосферы с обратным знаком.

Удельная положительная электрическая проводимость воздуха - это удельная электрическая проводимость воздуха, обусловленная положительными аэроионами.

Удельная отрицательная электрическая проводимость воздуха - это удельная электрическая проводимость воздуха, обусловленная отрицательными аэроионами.

Удельная полярная электрическая проводимость воздуха - это удельная электрическая проводимость воздуха, обусловленная аэроионами одной из полярностей.

2.2 В настоящих методических указаниях приняты следующие обозначения.

- вертикальная составляющая градиента потенциала электрического поля атмосферы (далее величина ).

- вертикальная составляющая градиента потенциала электрического поля атмосферы, измеренная на открытой площадке (далее величина ).

- удельная положительная электрическая проводимость воздуха (далее величина ).

- удельная отрицательная электрическая проводимость воздуха (далее величина ).

- удельная полярная электрическая проводимость воздуха (далее величина ).

- редукционный множитель.

2.3 В настоящих методических указаниях приняты следующие сокращения.

ГГО - Главная геофизическая обсерватория им. А.И.Воейкова.

НИЦ ДЗА - Научно-исследовательский центр дистанционного зондирования атмосферы.

АЭ - атмосферное электричество.

ИП - измерительные преобразователи.

СЦД АЭ - Специализированный центр данных по атмосферному электричеству филиала ГГО - НИЦ ДЗА.

СНО - сетевая наблюдательная организация.

ЦГМС - территориальный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

УГМС - межрегиональное территориальное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

СИ - средство измерений.

ЦВ - цифровой вольтметр.

ИН - источник напряжения постоянного тока.

ИС - измерительная система.

АЦП - аналого-цифровой преобразователь.

МСВ - международное скоординированное время.

КУД - контрольное устройство датчика.

ГЛИН - генератор линейно изменяющегося напряжения.

     3 Общие положения

3.1 Наблюдения за АЭ проводит персонал СНО, из состава которой выделяют ответственного за наблюдения.

Персонал обеспечивает измерение величин , и и эпизодические измерения , производит регулярный технический осмотр измерительных преобразователей (ИП), средств измерений (СИ) и измерительных принадлежностей и их техническое обслуживание согласно эксплуатационной документации на ИП и СИ, а также проводит измерительный контроль и обработку результатов измерений.

Подготовку результатов измерений для централизованной обработки в СЦД АЭ филиала ГГО - НИЦ ДЗА и представление данных измерений и сопутствующей метеорологической информации в филиал ГГО - НИЦ ДЗА производит СНО или территориальный центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЦГМС) по решению межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС).

3.2 Измерение величин , и производят непрерывно с помощью стационарно установленных ИП и СИ.

3.3 Измерение величины производят 1 раз в квартал (в зимнее, весеннее, летнее и осеннее время) на специально выбранной открытой площадке в пределах охранной зоны СНО с помощью переносных СИ.

     4 Стационарные измерения величин атмосферного электричества

     4.1 Средства измерительной техники

4.1.1 Для проведения измерений величин АЭ используют:

- ИП величин АЭ в напряжение постоянного тока;

- регистратор напряжения на выходах ИП;

- устройство согласования выходных цепей ИП и входной цепи регистратора;

- СИ напряжения на выходах ИП;

- источник напряжения постоянного тока (далее ИН) для питания калибраторов ИП;

- вспомогательные СИ;

- измерительные принадлежности.

4.1.2 В качестве ИП величин АЭ в напряжение постоянного тока используют:

- ИП градиента потенциала электрического поля атмосферы в напряжение постоянного тока "Поле-2" (далее преобразователь "Поле-2");

- ИП полярных электрических проводимостей воздуха в напряжение постоянного тока "Электропроводность-2" (далее преобразователь "Электропроводность-2").

Преобразователи "Поле-2" и "Электропроводность-2" являются нестандартизованными техническими средствами с нормативными метрологическими характеристиками.

В состав преобразователей "Поле-2" и "Электропроводность-2" входят выносные первичные преобразователи (далее датчики).

Преобразователь "Поле-2" имеет 2 измерительных канала: первый для измерения в диапазоне от минус 500 до 500 В/м, второй для измерения в диапазоне от минус 5000 до 5000 В/м.

Преобразователь "Электропроводность-2" имеет 2 измерительных канала: первый для измерения величины , второй для измерения величины .

4.1.3 В качестве регистратора напряжения на выходах преобразователей "Поле-2" и "Электропроводность-2" используют потенциометр автоматический КСП-4, модификация 440.80.044, шкала от минус 10 до 10 мВ.

4.1.4 В качестве устройства согласования выходных цепей преобразователей "Поле-2" и "Электропроводность-2" и входной цепи потенциометра КСП-4 используют делитель напряжения по А.5.

4.1.5 В качестве СИ напряжения постоянного тока на выходах преобразователей "Поле-2" и "Электропроводность-2" используют цифровой вольтметр (ЦВ), в качестве ИН используют источник стабилизированного напряжения постоянного тока Б5-32.

4.1.6 Преобразователи, регистратор, устройство согласования, ЦВ и ИН по 4.1.2-4.1.5 объединены в измерительную систему (ИС), общая схема которой представлена на рис.1.

1 - датчик преобразователя "Поле-2"; 2 - центральный блок преобразователя "Поле-2";
3 - датчик преобразователя "Электропроводность-2"; 4 - центральный блок преобразователя
"Электропроводность-2"; 5 - ИН Б5-32; 6 - ЦВ Щ1413; 7 - делитель напряжения;
8 - потенциометр КСП-4

Рисунок 1 - Общая схема ИС

4.1.7 Вспомогательными СИ являются секундомер "Агат" и анемометр ручной АСО-3.

4.1.8 К измерительным принадлежностям относятся: палетка для обработки записей напряжения на выходах преобразователей "Поле-2" и "Электропроводность-2"  (далее палетка) и устройства для установки ИП.

4.1.9 Допускается замена потенциометра КСП-4 и делителя напряжения по А.5 на ПЭВМ IBM PC AT 486/66/256/8/630 со встроенным аналого-цифровым преобразователем (АЦП) - платой L154 ДЛИЖ.411618.003.

4.1.10 Требования к преобразователям "Поле-2" и "Электропроводность-2", ИН, ЦВ, ПЭВМ, вспомогательным СИ, параметры АЦП, электрическая схема делителя напряжения, требования к измерительным принадлежностям и их описания приведены в приложении А.