降水现象仪功能规格需求书(试行版)

附件2

降水现象仪功能规格需求书

（试行版）

中国气象局综合观测司

2013年11月

目 录

1 前言 ............................................................. 1

1.1目标......................................................... 1 1.2适用范围..................................................... 1 1.3编写依据..................................................... 1 2 功能要求 ......................................................... 2

2.1观测要求..................................................... 2 2.2数据格式..................................................... 2 3 组成结构 ......................................................... 2

3.1 传感器 ...................................................... 2 3.2 数据采集 .................................................... 2 3.3 外围设备 .................................................... 2 3.4采集软件..................................................... 2 4 技术要求 ......................................................... 3 5环境适应性要求 .................................................... 3

5.1气候条件..................................................... 3 5.2生物条件..................................................... 3 5.3机械条件..................................................... 4 5.4电磁兼容性要求............................................... 4

5.4.1电磁骚扰限制要求 ....................................... 4 5.4.2电磁抗干扰度要求 ....................................... 5

6 电源要求 ......................................................... 5 7 可靠性要求 ....................................................... 5 8可维护性要求 ...................................................... 5 9 安全要求 ......................................................... 6

9.1标记要求..................................................... 6

9.1.1产品标识 ............................................... 6 9.1.2熔断器 ................................................. 6 9.1.3电源开关 ............................................... 6 9.1.4电击危险 ............................................... 6 9.1.5其他标记 ............................................... 6 9.2文件要求..................................................... 6 9.3结构安全..................................................... 8 9.4电气安全..................................................... 8

9.4.1防电击危险 ............................................. 8 9.4.2保护接地措施 ........................................... 8 9.4.3过流保护 ............................................... 9 9.4.4基本电气安全要求 ....................................... 9

10防雷要求 ........................................................ 10

10.1一般要求................................................... 10 10.2直接雷击的防护措施......................................... 10 10.3雷击电磁脉冲的防护......................................... 10

10.3.1屏蔽措施 ............................................. 10 10.3.2等电位连接和采用公用接地系统 ......................... 10 10.3.3供电系统电涌保护措施 ................................. 10

11 结构和外观要求 ................................................. 11

11.1 机械结构要求 .............................................. 11 11.2 机械强度要求 .............................................. 11 11.3 材料与涂覆要求 ............................................ 11

11.3.1 材料要求............................................. 11 11.3.2 涂覆要求............................................. 11 11.4 外观要求 .................................................. 12

1 前言

降水是指从天空降落到地面上的液态或固态的水，降水现象观测是地面气象观测的基本内容之一。

实现降水现象自动观测，将有效提高观测的频次和质量，为预报服务提供更多有价值的气象信息和观测产品，是气象观测自动化的重要组成部分。本需求书在《天气现象仪功能规格需求书（试验版）》的基础上，根据降水类天气现象的实际观测需求修订而成。本功能需求书由中国气象局气象探测中心牵头编写。

1.1目标

本功能规格需求书以实现降水现象自动化观测为目标，以天气预报、气候预测、人工影响天气、气象服务的需求为出发点，依托《天气现象仪功能规格需求书（试验版）》，提出降水现象仪的基本功能需求，旨在指导降水现象仪的设计、研发与使用。

1.2适用范围

本需求书适用于地面气象观测中降水现象仪的研发、考核、定型和使用。

1.3编写依据

《地面气象观测规范》（中华人民共和国气象行业标准，2007年）

《气象仪器和观测方法指南（第七版）》（世界气象组织，2005年）

《综合气象观测系统发展规划（2010-2015年）》（中国

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气象局，2009年）

《新型自动气象（气候）站功能规格书》（中国气象局，2010年）

2 功能要求

能够自动实现降水天气现象要素观测，数据采样、存储和处理，并按照规定数据格式输出。

2.1观测要求

观测要素：实现对雨、毛毛雨、雪、雨夹雪、冰雹等5种天气现象的自动观测与识别。

2.2数据格式

以中国气象局气象探测中心发布的《地面观测气象数据字典》中天气现象部分数据格式为准。

3 组成结构

降水现象仪由传感器、数据采集、外围设备，及相关软件构成等部分组成。

3.1 传感器

降水传感器检测降水信号，并区分降水类型。 3.2 数据采集

数据采集部分指数据采集箱，内含接口单元、中央处理单元、存储单元等。

3.3 外围设备

外围设备包括供电电源和通讯接口等。 3.4采集软件

采集软件运行在数据采集控制单元中，应包含数据采

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包括所有大号图纸。印刷电路版的原理图、装配图、面板和机箱连接线。

此外，还应提供性能测试报告、环境测试报告、功能检测报告、一般性检查报告等，用于降水现象仪的质量评定。

9.3结构安全

降水现象仪结构上的棱缘或拐角，应倒圆和磨光。 对于在产品寿命期内无法始终保持足够的机械强度而需要定期维护或更换的部件，应在产品使用说明书上醒目地载明更换周期，并着重注明不这样做的危险性。

用作电气连接或其他连接的螺钉连接件，如果其松脱或损坏会影响安全，所以应能承受正常使用时的机械压力。

室外无防护条件下使用的降水现象仪或部件，如无特殊要求，其外壳防护等级应规定为IP65。

9.4电气安全 9.4.1防电击危险

机箱内带危险电压的导电部件都应有防护措施，足以避免操作人员可能用手或一般维修工具直接接触。

把危险电压引入机箱的导线在穿过机箱外壳处应有绝缘防护措施，这些导线进入机箱后应适当走线和固定，机箱内所有和这些导线可能直接接触的金属零部件都应有接地措施，以防一旦导线绝缘损坏，这些金属零部件不致带有危险。

9.4.2保护接地措施

降水现象仪各独立部件和传感器都应有保护接地措施。

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各保护接地线不应构成回路，应在导电的底板或机架上设臵一个点，作为保护接地、电源接地的公共接地点。从这点到地的连接应连续永久，连接导线截面积不小于16mm。接地端子或接地接触件与需要接地的零部件之间的连接电阻不应超过0.1Ω。

9.4.3过流保护

使用市电的降水现象仪，必须对一次电路设臵过流保护装臵。

9.4.4基本电气安全要求 （1）绝缘电阻

使用市电供电时，在电源的初级电路和机壳绝缘电阻不小于2MΩ。使用12V直流电源供电时，电源初级电路和机壳间绝缘电阻，不应小于1MΩ。

（2）泄漏电流

使用市电供电时，降水现象仪泄漏电流值不得超过3.5mA。

（3）抗电强度

使用市电供电的降水现象仪，电源的初级电路和机壳间应能承受幅值1500V，电流5mA的冲击耐压试验，历时一分钟，试验中不应出现飞弧和击穿。试验结束后仪器能正常工作。

使用低压直流电源供电的降水现象仪，电源的初级电路和机壳间应能承受幅值500V，电流5mA的冲击耐压试验，历时一分钟，试验中不应出现飞弧和击穿。试验结束后仪器能

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正常工作。

10防雷要求 10.1一般要求

应具备防直接雷击和防雷击电磁脉冲的措施,防雷安全要求和设计应符合行业标准的要求。

防雷类别的确定：根据QX4-2000第6条的规定确定防雷类别。

10.2直接雷击的防护措施

降水现象仪的传感器、室外采集器、供电系统、无线通讯的天线等，应处在接闪器的保护范围内。防直接雷击的冲击接地电阻应不大于10Ω。

10.3雷击电磁脉冲的防护 10.3.1屏蔽措施

传感器的信号线应采用屏蔽电缆，采用非屏蔽电缆时，应外穿金属管。电缆的屏蔽层和金属管下端应接到地网上。降水现象仪到室内的电缆线应敷设在电缆沟内。敷设电缆沟有困难时，在入户前应穿金属管埋地。

10.3.2等电位连接和采用公用接地系统

当各传感器分散布设时，应采用共用接地系统（地网），将所有金属部件就近连接到该接地系统上。共用接地系统（地网）的接地电阻应不大于4Ω。

10.3.3供电系统电涌保护措施

降水现象仪采用电网或自备发电机供电时，应在交流配电盘处加装冲击通流量Iimp不小于12.5kA的SPD；

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在室内微机电源用电插座上，加装标称通流量In不小于5kA的SPD；

在室外采集器电源用电箱内，加装标称通流量In不小于20kA的SPD；

供电系统的电涌保护器的安装要求，应符合将要颁布的QX2规定；

11 结构和外观要求 11.1 机械结构要求

机械结构应利于装配、调试、检验、包装、运输、安装、维护等工作，更换部件时简便易行。

各零部件应安装正确、牢固，无机械变形、断裂、弯曲等，操作部分不应有迟滞、卡死、松脱等。

11.2 机械强度要求

降水现象仪和各种部件，如立柱、传感器安装支撑件等，应有足够的机械强度和防腐蚀能力，确保在产品寿命期内，不因外界环境的影响和材料本身原因而导致机械强度下降而引起危险和不安全。

11.3 材料与涂覆要求 11.3.1 材料要求

应选用耐老化材料、抗腐蚀抗生锈材料、良好的电气绝缘材料等，禁止使用不符合有关国家标准或行业标准的劣质材料。

11.3.2 涂覆要求

各零部件，除用耐腐蚀材料制造外，其表面应有涂、敷、

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镀等工艺措施，以保证其耐潮、防霉、防盐雾的性能。

需要涂复的零件，表面涂、敷、镀层应均匀，覆盖面达100%。

11.4 外观要求

外观应整洁，无损伤和形变，表面涂层无气泡、开裂、脱落等现象。

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