自动放球系统功能需求书 - 印发 doc

自动放球系统 功能需求书

中国气象局综合观测司

二〇一二年六月

前 言

自动放球系统是用于高空气象观测站自动实施放球的装置，是常规高空气象观测系统的辅助系统，可与测风雷达或其它探空测风设备配合实施自动放球，完成探空工作。

为规范自动放球系统的设计、制造和产品质量控制，中国气象局综合观测司组织中国气象局气象探测中心完成了《自动放球系统功能需求书》（以下称需求书）的编写，以规范设备研制，使其能够满足高空气象观测业务的需求。

本需求书包括系统组成、系统功能、技术要求等内容，提出了高可靠性、安全性，便于维护等基本技术要求。

自动放球系统的设计、制造、生产和验收必须遵循本需求书。 本需求书最终解释权归中国气象局综合观测司所有。

目 录

1 系统总体要求.......................................................................................................... 1 2 系统组成.................................................................................................................. 1

2.1 自动放球方舱............................................................................................... 1 2.2 氢气源........................................................................................................... 2 2.3 探空工作室................................................................................................... 2 3 系统功能.................................................................................................................. 2

3.1 自动放球方舱............................................................................................... 2 3.2 氢气源........................................................................................................... 3 3.3 探空工作室................................................................................................... 3 4 技术要求.................................................................................................................. 3

4.1 方舱总体要求............................................................................................... 3 4.2 自动放球方舱............................................................................................... 4 4.3 信号传输监控系统....................................................................................... 7 4.4 探空工作室控制计算机............................................................................... 7 4.5 可靠性和维修性........................................................................................... 8 4.6 环境适应性................................................................................................... 8 4.7 电磁兼容性................................................................................................... 9 4.8 安全性........................................................................................................... 9 5 考核和评估............................................................................................................ 10 6 主要参考文献和相关标准.................................................................................... 10

1 系统总体要求

自动放球系统是可应用于高空气象观测业务中自动施放探空气球的技术设备，为满足自动放球需求，系统需满足以下要求：

系统能在恶劣天气环境中完成正常放球业务。

系统采用通用化、系列化、组合化设计，降低系统的复杂程度。 系统安装、调整、标定和校正方便，维修维护简便易行。

系统须选用合格的耐老化、抗腐蚀材料和元器件，选用电气绝缘材料，经过严格检验和老化筛选处理，并采用降额使用的方法提高可靠性。

系统的焊缝整齐平滑，无焊渣、气孔，铆接牢固、可靠，无歪斜、松动，连接件、紧固件无锈、无损、无松动、无变形等缺陷，结构件的表面须经涂、敷、镀等工艺程序，具有耐潮、防霉、防盐雾等性能。

系统软件设计符合相关标准要求，软件结构便于修改和维护，操作界面简明，方便使用，易于学习。

2 系统组成

系统由自动放球方舱、探空工作室和氢气源三部分组成，如图1所示。

2.1 自动放球方舱

自动放球方舱分为气体控制室、电气控制室和气球施放室三部分，各部分之间需物理隔离。

（1）气体控制室。内设气源输送及控制机构。

（2）电气控制室。内设供电控制装置、信号传输监控系统、机械及电气驱动控制模块、UPS电源、空调和防爆灯等。

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（3）放球室。内设自动充气和施放装置、摄像机、防爆灯和氢气浓度检测仪；放球室顶部设有随动挡风顶盖。

此外，自动放球方舱上方设有地面自动测风仪。 2.2 氢气源

为组合氢气瓶或水电解制氢设备，由管道与方舱内的气体控制装置连接。 2.3 探空工作室

探空工作室为常规高空气象观测业务工作室，内设自动放球系统控制计算机，通过信号传输监控系统与自动放球方舱联接。

3 系统功能

3.1 自动放球方舱

通过电气控制室、气体控制室和探空气球施放室的电气和机械动作，实现携带探空仪的气象气球的自动施放。 3.1.1 电气控制室

电气控制室主要完成系统的电力供给分配、机械及电气开关控制、信号传输等功能。

3.1.2 气体控制室

气体控制室主要完成氢气的汇流功能，包括开关控制功能，气体流量控制工作，气体泄漏检测功能等，能按设定定量对气球充气，并监测氢气泄露量；当室内氢气浓度超过安全数值时，监控中心有声光告警，并自动切断氢气阀门。 3.1.3 探空气球施放室

在机械及电气驱动控制模块的控制下完成气球充灌，并根据地面自动测风仪提供的风速风向，选择打开顶部随动挡风顶盖的方位，自动施放气球和探空仪。

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