地市级移动气象计量校准系统实施方案(20110824)

山洪规划地市级移动气象计量校准系统实施方案中国气象局气象探测中心2011年3月目录一项目由来及意义.............................................................................................1二国内外现状和发展趋势.................................................................................1三建设目标.........................................................................................................3四建设内容.........................................................................................................34.1功能结构...................................................................................................34.2设备组成...................................................................................................44.3设备技术要求...........................................................................................44.3.1通用要求.............................................................................................44.3.2雨量传感器校准装置.........................................................................54.3.2标准信号源.........................................................................................54.3.3数字气压（压力）计（表）.............................................................64.3.4压力控制装置.....................................................................................64.3.5数字温度表（计）.............................................................................74.3.6温度控制装置.....................................................................................74.3.7数字湿度表（计）.............................................................................84.3.8饱和盐湿度控制装置.........................................................................84.3.9启动风速测量装置.............................................................................84.3.10转速模拟装置（含风向核查）.........................................................94.3.11维护维修工具.....................................................................................94.3.12笔记本电脑.........................................................................................94.3.13工程车.................................................................................................9五设备选型参考.............................................................................................10六效益分析.......................................................................................................11七进度安排.....................................................................................................11八项目组织形式.............................................................................................11九投资概算.......................................................................................................111一项目由来及意义根据山洪区域气象监测的需要，全国气象系统所布设及规划布设的自动气象站将有可能达到近十万套的规模。相对于目前各省级气象计量机构承担保障的2400余套自动气象站，规模扩充近50倍。巨大的规模使得目前以国家气象计量站为龙头，各省级（以及部分单列市）气象计量机构为主体的计量保障体系难以承受。为此，有必要探索将计量保障体系的主体推进到地市级，形成省级气象计量机构针对国家站网自动气象站开展业务，地市级气象计量机构针对区域站网开展业务的新的气象计量保障模式。针对自动气象站的结构特点和工作特点（参见《省级移动气象计量检定系统实施方案》第一部分），地市级气象计量机构的业务配置应采用与省级气象计量机构相近似的模式，即实验室校准和现场移动校准、核查相结合，实现对于区域自动气象站充分、有效、及时的计量保障。本项目拟选定六个地市级气象部门作为气象计量保障体系调整的试点单位，配置地市级移动气象计量校准系统，部分形成（考虑大部分地市级气象部门目前不具备开展实验室检定的基础条件，暂不配置实验室检定设备）对于区域自动气象站的计量保障能力。考虑到目前地市级气象部门在机构和人员配置上的具体情况，所建立的地市级移动计量校准系统同时应具备一定的维护、维修能力。二国内外现状和发展趋势基于对自动气象站计量保障工作的分析，2003年以国家气象计量站为主导，设计了第一代自动气象站移动检定系统，并装备省级气象计量机构，用以实现对于自动气象站的现场检定。2该自动气象站移动检定系统以检定项目的全面性为目标，以检定设备的小型化和车载移动为手段，实现了自动气象站移动计量保障能力从无到有的跨越，对于近年来保证自动气象站运行的基本稳定，观测数据的基本准确发挥了巨大的作用。尽管该移动检定系统受制于当时的经济条件以及对于检定数据质量认知的历史局限性，存在着设备相对简陋，方法不尽完善等方面的问题，但是其多年的应用经验证明现场移动校准不但具有充分的可行性，更是对于自动气象站开展实验室检定的一个必要的补充（该移动计量检定系统的具体情况参见《省级移动气象计量检定系统实施方案》第二部分）。2009年，在中国气象局综合观测司的组织下，以国家气象计量站为指导，对于自动气象站计量保障工作的需求进行了重新分析，对于第一代自动气象站移动检定系统的应用经验进行了总结，重新规划设计了第二代省级移动气象计量校准系统。该检定系统相对于第一代自动气象站移动检定系统，增加了采集器现场校准设备，从而解决了长期以来在应用中确定自动气象站采集器工作状态的难题。考虑到现场条件难以实现与实验室同等等级的保证，除受现场条件影响较小的雨量传感器采用现场校准外，气压、温度、湿度观测参量传感器均采用现场核查与实验室相结合的方式进行校准。考虑到现场实现“可控风场”的难度巨大，同时第一代自动气象站移动检定系统所采用的通过风速校验器对风速传感器实现校准无法真正反映传感器的测量性能，对于风速风向传感器的校准同样采用了现场核查与实验室检定相结合的模式。第二代省级移动气象计量校准系统目前已由天仪集团进行首批14套的生产，预计于2011年中期可装备14个省级气象计量机构。3???????????????????????????????????????????????????/?????????/??三建设目标通过本项目的建设，在六个地市级气象部门建立自动气象站移动现场校准/核查及一定的现场维护维修能力，与目前省级气象计量机构现有实验室检定设备相配合，为所辖区域内的区域自动气象站的计量保障提供较为完善的计量技术保障能力，探索自动气象站计量保障模式转变的可行性。四建设内容4.1功能结构地市级移动气象计量校准系统可实现自动气象站雨量传感器和数据采集器的现场校准以及经实验室校准后的气压、温度、湿度、风速、风向传感器的现场核查，同时兼顾自动气象站现场基本维修。地市级移动气象计量校准系统的功能结构如图1所示。图1地市级移动气象计量校准系统功能结构44.2设备组成地市级移动气象计量校准系统的设备组成如表1所示。表1地市级移动气象计量校准系统的设备组成序号设备（类）用途1雨量传感器校准装置雨量传感器现场校准2标准信号源自动气象站采集器现场校准3数字气压（压力）计（表）气压传感器现场核查4压力控制装置5数字温度表（计）温度传感器现场核查6温度控制装置7数字湿度表（计）湿度传感器现场核查8饱和盐湿度控制装置9启动风速测量装置风速/风向传感器现场核查10转速模拟装置（含风向核查）11维护维修工具现场基本维护/维修12笔记本电脑数据记录/处理13工程车系统机动，电力供应4.3设备技术要求4.3.1通用要求地市级移动气象计量校准系统所选用的设备(工程车除外)应满足以下通用要求（如果适用）。电源：220V/50Hz交流电源或不高于36V的直流电源5功耗：单台设备（或需要同时配合工作的设备组）功耗不得超过5kW质量：单台设备质量不得超过25kg4.3.2雨量传感器校准装置雨量传感器校准装置技术要求如表2所示。表2雨量传感器校准装置技术要求序号技术指标技术要求1雨强控制指标大雨强：4mm/min；小雨强：1mm/min2标准球容积(314.16+1.5)ml3承水口直径Φ159.6mm和Φ200mm4节流阀(0～6)mm/min5计数方法自动计数6校准器的外形尺寸≤(Φ190mm×485mm)4.3.2标准信号源标准信号源应能与华云HYA-M06（华创）CAWS600、无锡ZQZ-CⅡ、天津DZZ2、长春厂DYY-Ⅱ、广东DZZ1-2、Vaisala公司Milos500等型号自动气象站进行对接，并能够或通过软件接受气象量形式的输入。标准信号源技术要求如表3所示。表3标准信号源技术要求序号气象要素电参量输出范围分辨率最大容许