Разработка портативного комплекса для контроля и калибровки метеорологических параметров ультразвукового термоанемометра

Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0
Бердникова, Анжелика Сергеевна Отделение автоматизации и робототехники (ОАР)
Бесплатно
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Разработка портативного комплекса для контроля и калибровки метеорологических параметров ультразвуковых термоанемометров, для которой необходимо провести анализ средств измерений, используемых в настоящее время в метеорологии, провести градуировку ультразвукового термоанемометра с помощью стандартной методики (схемы). Отградуированный ультразвуковой термоанемометр необходимо деформировать и поместить в портативный комплекс с целью проверки работоспособности комплекса. С помощью комплекса провести калибровку ультразвукового термоанемометра и сравнить результаты измерений термоанемометра и прецизионных средств измерений.

С.
Введение 17
1 Методы и средства измерений метеорологических величин 20
1.1 Требования к измерениям метеорологических величин 20
1.1.1 Измерение температуры воздуха 21
1.1.2 Измерение параметров ветра 25
1.1.3 Измерение влажности воздуха 29
1.1.4 Измерение атмосферного давления воздуха 31
1.2 Автоматическая метеорологическая станция 33
2 Ультразвуковой термоанемометр 36
2.1 Конструкция. Основные технические характеристики 36
2.2 Принцип действия 39
3 Проведение градуировки ультразвукового термоанемометра в 42
лабораторных условиях
3.1 Используемые средства измерений при проведении градуировки 42
ультразвукового термоанемометра
3.2 Градуировка ультразвукового термоанемометра 42
3.2.1 Порядок выполняемых работ 42
3.2.2 Определение параметров основной градуировочной 43
характеристики датчика давления блока УГИ в диапазоне давлений
3.2.3 Определение параметров градуировочной характеристики 48
датчика влажности блока УГИ
3.2.4 Градуировка термоанемометра блока УГИ 50
3.2.5 Определение параметров, используемых при вычислении 52
поправки к показаниям датчика давления на влияние температуры
3.2.6 Запись градуировочных параметров в УГИ 57
3.2.7 Контроль результатов градуировки УГИ 58
4 Разработка портативного комплекса 62
4.1 Портативный комплекс. Назначение. Функциональная схема 62
4.2 Принцип работы портативного комплекса 64
4.3 Тестовые испытания портативного комплекса 67
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 71
ресурсосбережение
5.1 Предпроектный анализ 71
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 71
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 72
5.2 Инициация проекта 74
5.2.1 Цели и результат проекта 74
5.3 Планирование управления научно-техническим проектом 75
5.3.1 Структура работ в рамках проекта 75
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 76
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 77
5.4 Определение бюджета научно-технического исследования 78
5.4.1 Расчет материальных затрат научно-технического исследования 78
5.4.2 Расчет основной заработной платы исполнителей темы 81
5.4.3 Расчет дополнительной заработной платы исполнителей темы 82
5.4.4 Расчет накладных расходов 83
5.4.5 Формирование бюджета затрат научно-технического 84
исследования
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, 84
бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования
6 Социальная ответственность 87
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности 88
6.1.1 Специальные правовые нормы трудового законодательства 88
6.1.2 Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны 89
6.2 Профессиональная социальная безопасность 90
6.2.1 Анализ вредных и опасных факторов, которые могут возникнуть 90
при производстве объекта на предприятии
6.2.1.1 Влияние электромагнитных излучений 91
6.2.1.2 Недостаточная освещенность рабочей зоны 92
6.2.1.3 Влияние микроклимата 93
6.2.1.4 Электрический ток 94
6.2.1.5 Воздействие ультразвука 95
6.2.2 Обоснование мероприятий по защите персонала предприятия от 96
действия опасных и вредных факторов
6.2.2.1 Электробезопасность 97
6.2.2.2 Пожарная безопасность 98
6.3 Экологическая безопасность 99
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 101
Заключение 103
Список использованных источников 104
Приложение А Блок УГИ. Градуировочные параметры 107
Приложение Б Development of a portable complex for control and 108
calibration of ultrasonic thermo-anemometer
CD-диск. Магистерская диссертация. Разработка портативного
комплекса для контроля и калибровки метеорологических параметров
ультразвукового термоанемометра. Файл Бердникова Анжелика. pdf

Наукой, занимающейся изучением земной атмосферы, физико-
химическими процессами, протекающими в ней, является метеорология. В
современном мире имеется необходимость в той или иной мере знать
фактическое значение температуры окружающего воздуха и других
метеорологических параметров. Так, для прогнозирования погоды
необходимы точные данные с огромного числа точек земной поверхности.
Знание параметров окружающей среды при проведении экспериментов
является важной составляющей научных исследований и испытаний. Одним
из средств измерений, с помощью которого возможно получить значения
скорости ветра и температуры воздуха, является ультразвуковой
термоанемометр. В связи с развитием электроники ультразвуковые
термоанемометры стали дополняться датчиками давления и влажности, а,
следовательно, расширили возможности измерения других
метеорологических параметров, и по своей сути стали являться автономными
метеорологическими станциями. Эти станции имеют широкое применение в
экологии, метеорологии, научных исследованиях, а также в военном деле.
Зачастую автономные метеорологические станции располагают в
труднодоступных, удаленных местах. Существуют различные подходы к
конструированию метеостанций и обеспечению их работоспособности.
Некоторыми из таких подходов могут являться расположение датчиков в
специальных жалюзийных корпусах с радиационными экранами или
расположение электронного блока на дополнительной штанге от
измерительной головки в целях уменьшения искажений, вносимых
электронным блоком. Такая аппаратура более стабильна и не требует частого
обслуживания. В этом случае выгодно использовать ультразвуковой
термоанемометр, который по своей конструкции лишен движущихся
элементов и, соответственно, более стабилен при использовании в различных
условиях. Однако эксплуатация ультразвуковых термоанемометров в
дальнем плавании или полевых условиях может привести к непригодности
использования вследствие каких-либо внешних повреждений конструкции
или иных причин, поэтому существует необходимость проверки корректной
работы изделия и его калибровки.
Возникает проблема метрологического обеспечения ультразвуковых
термоанемометров и автоматических метеорологических станций.
Практически выгодно иметь мобильную аппаратуру для того, чтобы
калибровать и настраивать ультразвуковые термоанемометры. При
стандартном подходе существует необходимость транспортировать
ультразвуковой термоанемометр в лабораторию для проведения испытаний,
что требует существенных временных затрат. Портативный комплекс
разработан для упрощения процедуры периодической или внеочередной
калибровки, а, следовательно, уменьшает затраты времени и средств при
отправке в соответствующий сертификационный центр, и повышает
производительность труда.
Актуальность работы заключается в решении задачи по проверке
корректной работы ультразвукового термоанемометра и его калибровке.
Целью работы является разработка портативного комплекса для
контроля и калибровки ультразвуковых термоанемометров. Работа
выполнялась в ИМКЭС СО РАН и ООО «Сибаналитприбор» под
руководством Тельминова Алексея Евгеньевича и Чалова Евгения Юрьевича.
Практическая значимость данной разработки заключается в том, что
её наличие позволяет провести процедуру контроля и калибровки
ультразвукового термоанемометра на значительных расстояниях от
сертификационных центров и без использования стандартного
испытательного оборудования.
Научная новизна данной разработки заключается в том, что на
отечественном рынке отсутствуют аналоги портативного комплекса для
контроля и калибровки ультразвукового термоанемометра.
При разработке портативного комплекса был поставлен ряд задач,
суть которых отражена краткими пояснениями к разделам, указанным ниже.
В первом разделе приведен общий аналитический обзор о методах и
средствах измерений метеорологических величин, основные требования к
измерениям метеорологических величин.
Во втором разделе приведен аналитический обзор об ультразвуковом
термоанемометре, его конструкции и основных параметрах, а также описан
принцип действия объекта.
В третьем разделе ведется обсуждение метода градуировки УЗТА в
стационарных условиях и используемого испытательного оборудования,
изложена процедура проведения градуировки УЗТА с помощью стандартного
метода градуировки и обрабатываются полученные результаты измерений.
В четвертом разделе представлена функциональная схема
портативного комплекса, описан принцип работы портативного комплекса, а
также приведены результаты испытаний.
Кроме того, в работе содержится список использованных источников,
приложения.
1 Методы и средства измерения метеорологических величин
1.1 Требования к измерениям метеорологических величин
Обеспечение отраслей экономики метеорологической информацией
является особо важным критерием, так как, зная эту информацию, имеется
возможность эффективно использовать благоприятные условия погоды и
климата, а также заблаговременно прогнозировать и оповещать об опасных
метеорологических явлениях.
Одними из основных метеорологических параметров, контролируемых
на метеостанциях, являются: температура воздуха, скорость и направление
ветра, влажность воздуха и атмосферное давление. К измерениям указанных
величин для различных научно-практических задач предъявляются
требования, согласно [1, 2], которые представлены в таблице 1.1.
Таблица 1.1 – Требования к измерениям метеорологических величин
Требования к точности измерений
Предел (согласно ВМО №8)
Диапазон допускаемой

В ходе выполнения ВКР был разработан портативный комплекс для
контроля и калибровки метеорологических параметров ультразвукового
термоанемометра. Данный комплекс состоит из отсека камеры нулевого
ветра, электронного блока имитации воздушной среды и ноутбука.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:
– проведение анализа средств измерений, используемых в настоящее
время в метеорологии;
– изучение ультразвукового термоанемометра, его параметров,
конструкции и принципа действия;
– проведение процедуры градуировки ультразвукового
термоанемометра в лабораторных условиях при помощи стандартного
испытательного оборудования;
– изучение ГОСТ Р ИСО 16622–2009, содержащего методы
приемочных испытаний акустических термоанемометров;
– разработка макета портативного комплекса, описание его
функциональной схемы и принципа действия;
– проведение тестового контроля и калибровки параметров скорости
воздушного потока и температуры воздуха ультразвукового
термоанемометра с помощью портативного комплекса;
– анализ полученных результатов тестовых испытаний.
Таким образом, благодаря разработанному портативному комплексу
для контроля и калибровки метеорологических параметров ультразвукового
термоанемометра, имеется возможность:
– контролировать работоспособность и калибровать ультразвуковой
термоанемометр без использования испытательного оборудования, такого
как: климатическая камера и аэродинамическая труба;
– осуществлять процедуру повторной или внеочередной калибровки,
не отправляя ультразвуковой термоанемометр в соответствующий
сертификационный центр, экономя финансовые и временные ресурсы.

1 РД 52.18.761–2012 Средства измерений гидрометеорологического
назначения сетевые. Общие технические требования. – Обнинск: ФГБУ
«ВНИИГМИ-МЦД», 2012. – 31 с;
2 ВМО №8 Руководство по метеорологическим приборам и методам
наблюдений.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://ipk.meteorf.ru/images/stories/literatura/wmo/8.pdf, свободный. – Загл. с
экрана. – (Дата обращения 20.01.2019);
3 Федеральный информационный фонд по обеспечению единства
измерений.[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
https://fgis.gost.ru/fundmetrology/registry/4, свободный. – Загл. с экрана. – (Дата
обращения 29.01.2019);
4 Руководство по эксплуатации датчика Wind Monitor 05103L.
[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://www.youngusa.com/Manuals/05103L-90(J).pdf, свободный. – Загл. с
экрана. – (Дата обращения 30.01.2019);
5 Восканян, К.Л. и др. Автоматические метеорологические станции: в
2 т. / К.Л. Восканян, А.Д. Кузнецов, О.С. Сероухова. – Ч. 1. Тактико-
технические характеристики: учебное пособие. – СПб.: РГГМУ, 2016. – 170
с;
6 PTB330 Цифровой барометр Vaisala BAROCAP. [Электронный
ресурс]. – Режим доступа: http://www.raimet.ru/equipment/pressure/PTB330/,
свободный. – Загл. с экрана. – (Дата обращения 31.01.2019).
7 MaxiMet компактные метеостанции. [Электронный ресурс]. – Режим
доступа:http://www.gillinstruments.com/products/anemometer/maximet-
compact-weather-stations.html, свободный. – Загл. с экрана. – (Дата обращения
02.02.2019).
8 Метеостанция Vantage Pro2. [Электронный ресурс]. – Режим
доступа:http://www.meteoinstruments.com/meteostancija-vantage-pro2/,
свободный. – Загл. с экрана. – (Дата обращения 02.02.2019);
9. Богушевич, А. Я. Источники погрешностей при ультразвуковых
измеренияхметеовеличинватмосфере,методыиалгоритмыих
минимизации на основе опыта создания промышленной метеостанции АМК–
03 [Текст] / А. Я. Богушевич // Учёные записки физического факультета. –
2014. – №6. 146308. – С. 1-10;
10. ГОСТ Р ИСО 16622–2009. Метеорология.Акустические
анемометры-термометры. Методы приемочных испытаний при измерении
средней скорости ветра. – М.: Стандартинформ, 2010. – 24 с;
11. Тихомиров, А. А. Ультразвуковые анемометры и термометры для
измерения пульсаций скорости и температуры воздушных потоков. Обзор
[Текст] / А. А. Тихомиров // Оптика атмосферы и океана. – 2010. – №7. – С.
585-600;
12. АМЯ2.702.090 И2. Изделие 1Б65. Инструкции по градуировке
[Текст]. – 26 с;
13 Трудовой кодекс Российской Федерации от 30.12.2001 N 197-ФЗ
(ред.от01.04.2019).[Электронныйресурс].–Режимдоступа:
http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_34683/, свободный. – Загл.
с экрана. – (Дата обращения 02.04.2019);
14 ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ
сидя. Общие эргономические требования. – М: Изд-во стандартов, 1979. – 9
с;
15СанПиН2.2.2/2.4.1340-03Гигиеническиетребованияк
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы
(с изменениями на 21 июня 2016 года). [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://docs.cntd.ru/document/901865498, свободный. – Загл. с экрана.
– (Дата обращения 03.04.2019);
16ГОСТ12.0.003–2015ССБТ.Опасныеивредные
производственные факторы. Классификация. [Электронный ресурс]. – Режим
доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200136071, свободный. – Загл. с экрана.
– (Дата обращения 04.04.2019);
17 Санитарные нормы и правила: СанПиН 2.2.4.3359 – 16. Санитарно-
эпидемиологические требования к физическим факторам на рабочих местах.
– М: постановление Правительства РФ от 21 июня 2016 года N 81, 2017. – 72
с;
18 СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*. [Электронный ресурс]. –
Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/1200084092, свободный. – Загл. с
экрана. – (Дата обращения 06.04.2019);
19Санитарныенормы и правила: СанПиН2.2.4.548–96.
Гигиенические требования к микроклимату производственных помещений. –
М: Минздрав России, 2001. – 20 с;
20 ГОСТ 12.1.019 – 2017. ССБТ. Электробезопасность. Общие
требования и номенклатура видов защиты. – М: Стандартинформ, 2018. – 20
с;
21 Свод правил: СП 60.13330.2016 Отопление, вентиляция и
кондиционирование воздуха. Актуализированная редакция СНиП 41-01-2003
[Текст]. – М: Минрегион России, 2012. – 81 с;
22Сводправил:СП12.13130.2009Определениекатегорий
помещений, зданий и наружных установок по взрывопожарной и пожарной
опасности (с Изменением N 1) [Текст]. – М: МЧС России, 2009. – 31 с;
23 ГОСТ 12.1.004 – 91 ССБТ. Пожарная безопасность. Общие
требования (с Изменением N 1). – М: Стандартинформ, 2006. – 68 с;
24 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы: СанПиН
2.2.1/2.1.1.1200 – 03. Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация
предприятий, сооружений и иных объектов (с изменениями на 25 апреля
2014 года) [Текст]. – М: Минздрав России, 2014. – 51 с;
25 Боровский, Е. Э. Промышленные и бытовые отходы [Текст]:
Проблемы экологии / Е. Э. Боровский. – М. : Чистые пруды, 2007. – 32 с.: ил.
– (Библиотечка газеты «Первое сентября», Серия «Химия»; вып. 5 (17).

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Читать «Разработка портативного комплекса для контроля и калибровки метеорологических параметров ультразвукового термоанемометра»

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Логик Ф. кандидат наук, доцент
    4.9 (826 отзывов)
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские дисс... Читать все
    Я - кандидат философских наук, доцент кафедры философии СГЮА. Занимаюсь написанием различного рода работ (научные статьи, курсовые, дипломные работы, магистерские диссертации, рефераты, контрольные) уже много лет. Качество работ гарантирую.
    #Кандидатские #Магистерские
    1486 Выполненных работ
    user1250010 Омский государственный университет, 2010, преподаватель,...
    4 (15 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Татьяна П.
    4.2 (6 отзывов)
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки ... Читать все
    Помогаю студентам с решением задач по ТОЭ и физике на протяжении 9 лет. Пишу диссертацию на соискание степени кандидата технических наук, имею опыт годовой стажировки в одном из крупнейших университетов Германии.
    #Кандидатские #Магистерские
    9 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Татьяна Б.
    4.6 (92 отзыва)
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские ди... Читать все
    Добрый день, работаю в сфере написания студенческих работ более 7 лет. Всегда довожу своих студентов до защиты с хорошими и отличными баллами (дипломы, магистерские диссертации, курсовые работы средний балл - 4,5). Всегда на связи!
    #Кандидатские #Магистерские
    138 Выполненных работ
    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Применение метаматериалов в первичных измерительных преобразователях
    📅 2021 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Интеграция методологии FMEA с процессом проектирования и разработки продукции
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Автоматическая коррекция систематической погрешности средств измерений
    📅 2019 год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)