HYT 090-2005 壓力式波潮儀

中華人民共和國海洋行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)I本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B和附錄C為規(guī)范性附錄。請(qǐng)注意本標(biāo)準(zhǔn)的某些內(nèi)容有可能涉及專利，本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布機(jī)構(gòu)不應(yīng)承擔(dān)識(shí)別這些專利的責(zé)任。本標(biāo)準(zhǔn)由中國科學(xué)院南海海洋研究所提出。本標(biāo)準(zhǔn)由國家海洋標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量中心歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國科學(xué)院南海海洋研究所。本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：王盛安、龍小敏、蔡樹群、陳俊1本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了壓力式波潮儀的產(chǎn)品組成、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則，以及標(biāo)識(shí)、包裝、貯藏、運(yùn)輸要求等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于安裝在海底平臺(tái)、水中平臺(tái)(潛標(biāo))或吊掛于海面平臺(tái)(油氣勘探生產(chǎn)平臺(tái)、棧橋、碼頭等)進(jìn)行潮位和波浪要素(波高、波周期)測(cè)量的壓力式波潮儀(以下簡(jiǎn)稱波潮儀)的生產(chǎn)、出廠檢驗(yàn)和型式檢驗(yàn)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T5081—1985電子產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)工作可靠性、有效性和維修性數(shù)據(jù)收集指南GB/T14914海濱觀測(cè)規(guī)范HY016.2—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法低溫試驗(yàn)HY016.3—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法低溫貯存試驗(yàn)HY016.4—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法高溫試驗(yàn)HY016.5—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法高溫貯存試驗(yàn)HY016.11—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法振動(dòng)試驗(yàn)HY016.13—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法連續(xù)沖擊試驗(yàn)HY016.15—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗(yàn)方法水靜壓力試驗(yàn)HY/T042—1996海i洋儀器分類及型號(hào)命名辦法JJG946—1999壓力驗(yàn)潮儀3術(shù)語和定義本標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語符合HY/T008的定義。此外，下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。壓力式波潮儀waveandtiderecorderwithpressuresensor通過測(cè)量?jī)x器所處位置的壓力變化，應(yīng)用軟件進(jìn)行分析處理，從而求得潮位、波高、波周期的測(cè)量?jī)x器。4組成與型號(hào)4.1組成波潮儀由壓力測(cè)量設(shè)備和分析處理軟件組成。壓力測(cè)量設(shè)備包括耐壓殼體、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集及控制電路、存儲(chǔ)器、通信接口等組成。產(chǎn)品型號(hào)應(yīng)符合HY/T042—1996的規(guī)定。5要求5.1環(huán)境條件波潮儀的工作環(huán)境條件如下：2a)環(huán)境溫度：-4℃~+45℃。b)儀器所處位置的水平流速：不大于300cm·s-1。c)工作水深：不大于滿量程壓力對(duì)應(yīng)的水深。對(duì)于波浪觀測(cè)，宜將波潮儀安裝在海面下15m以內(nèi)。d)配套的分析處理軟件適用的操作系統(tǒng)：Windows95/98/2000/Me/XP。5.2性能要求5.2.1壓力測(cè)量5.2.2計(jì)時(shí)誤差波潮儀實(shí)時(shí)時(shí)鐘的計(jì)時(shí)允許誤差：±7s/7d。5.2.3狀態(tài)指示燈波潮儀應(yīng)安裝有可觀察的、反映設(shè)備工作狀態(tài)的指示燈，指示燈應(yīng)與數(shù)據(jù)采集同步閃亮。5.2.4潮位數(shù)據(jù)波潮儀每分鐘獲得一個(gè)潮位值，潮位值的計(jì)算方法見附錄A。潮位允許誤差：±2cm(經(jīng)氣壓、密度和緯度訂正后)。潮位分辨率：0.1cm。5.2.5波浪要素(波高、波周期)數(shù)據(jù)波潮儀按設(shè)定的波浪記錄間隔獲得波浪要素(波高、波周期)數(shù)據(jù)，波高、波周期的計(jì)算方法見附數(shù)據(jù)采集和加密方式：波浪記錄間隔可設(shè)定為每1h、2h、3h、4h、6h或8h記錄一組波浪原始數(shù)據(jù)。當(dāng)設(shè)定的波浪記錄間隔不是1h時(shí)，可設(shè)定波浪自動(dòng)加密記錄的波高閾值；當(dāng)計(jì)算得出的有效波波高大于波高閾值時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行每1h一組的波浪加密記錄。每組波浪記錄包含2048個(gè)樣本，其采樣間隔為0.5s。波高分辨率：0.01m。有效波波高允許誤差：±(0.3+5%×測(cè)量值)m。波周期分辨率：0.5s。平均波周期允許誤差：±1s。5.2.6數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量波潮儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量應(yīng)大于16MB(按每分鐘記錄一個(gè)潮位值、每小時(shí)記錄一組波浪原始數(shù)據(jù)計(jì)算，可連續(xù)記錄3個(gè)月數(shù)據(jù))。波潮儀的殼體應(yīng)選用耐海水腐蝕的材料制作，其耐壓密封能力應(yīng)為壓力測(cè)量量程的125%。5.2.8電源直流電壓3.3V~3.9V,平均工作電流小于10mA。電池總?cè)萘繎?yīng)滿足波潮儀連續(xù)工作3個(gè)月以上。5.2.9通信接口波潮儀的通信接口為RS232標(biāo)準(zhǔn)接口。5.3分析處理軟件波潮儀配套的分析處理軟件應(yīng)有友好的界面，操作簡(jiǎn)便，對(duì)不合理的輸入條件應(yīng)發(fā)出錯(cuò)誤提示信息。軟件應(yīng)包含下列12項(xiàng)功能。35.3.1設(shè)置通信口設(shè)置計(jì)算機(jī)與波潮儀連接的串口號(hào)，建立通信通道。5.3.2修改時(shí)間修改波潮儀時(shí)鐘的時(shí)間，以保證資料記錄時(shí)間的正確性。5.3.3設(shè)置開始采集時(shí)間預(yù)置波潮儀開始數(shù)據(jù)采集記錄的時(shí)間。5.3.4查詢存儲(chǔ)器可用空間輸出當(dāng)前設(shè)置條件下波潮儀還可以連續(xù)記錄的天數(shù)。5.3.5擦除存儲(chǔ)器擦除波潮儀數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中所有已存數(shù)據(jù)。5.3.6測(cè)試壓力采用2Hz頻率采集數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)顯示數(shù)據(jù)，以檢驗(yàn)波潮儀是否處于正常工作狀態(tài)。5.3.7測(cè)試電壓顯示波潮儀的電池電壓。5.3.8停止采集結(jié)束波潮儀的數(shù)據(jù)采集。5.3.9回放波浪數(shù)據(jù)下載波潮儀已記錄的波浪原始數(shù)據(jù)。5.3.10回放潮位數(shù)據(jù)下載波潮儀已記錄的潮位數(shù)據(jù)。5.3.11處理波浪數(shù)據(jù)包括查看原始數(shù)據(jù)、繪制過程曲線、進(jìn)行波譜分析并繪制譜形曲線、按GB/T14914始數(shù)據(jù)文件等功能。的格式存儲(chǔ)原5.3.12處理潮位數(shù)據(jù)包括查看原始數(shù)據(jù)、剪裁數(shù)據(jù)文件、繪制過程曲線、進(jìn)行氣壓訂正、按GB/T14914的格式存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)文件等功能。5.4外觀要求波潮儀的外觀應(yīng)無破損及嚴(yán)重劃痕。5.5可靠性波潮儀平均無故障工作時(shí)間(MTBF)的可接受值m?=4400h,平均維修時(shí)間MTTR=2h(從儀器運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室算起)。波潮儀及傳感器的壽命期為5a。6試驗(yàn)方法6.1試驗(yàn)設(shè)備波潮儀的試驗(yàn)設(shè)備為：a)標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)，允許誤差的絕對(duì)值應(yīng)小于5.2.1條允許誤差絕對(duì)值的1/3;b)標(biāo)準(zhǔn)氣壓表，允許誤差±0.5hPa;c)恒溫恒濕箱；d)沖擊試驗(yàn)臺(tái)及控制系統(tǒng)；e)振動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)及控制系統(tǒng)；f)壓力試驗(yàn)設(shè)備。4型式檢驗(yàn)的壓力測(cè)量允許誤差試驗(yàn)按JJGa)確定壓力檢測(cè)點(diǎn)。將壓力測(cè)量量程分為十等份，從0kPa到滿量程共11個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。b)連接被檢儀器與標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)。在沒有加壓情況下，讀取標(biāo)準(zhǔn)氣壓表和標(biāo)準(zhǔn)壓P——標(biāo)準(zhǔn)氣壓表第i個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的示值；△P;的計(jì)算結(jié)果應(yīng)滿足5.2.1的要求。c)1周后，再次進(jìn)入波潮儀分析處理軟件的修改時(shí)間界面，與國家授時(shí)中心發(fā)布的北京時(shí)間對(duì)56.2.10耐壓試驗(yàn)按HY016.15—1992的規(guī)定進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)后被檢儀器應(yīng)無變形、無滲漏。6.2.11分析處理軟件試驗(yàn)分析處理軟件的試驗(yàn)方法如下：a)設(shè)置通信口：打開波潮儀的電源開關(guān)，連接計(jì)算機(jī)與波潮儀的串口，運(yùn)行分析處理軟件，點(diǎn)擊設(shè)置通信口圖標(biāo)，選擇與波潮儀連接的串口號(hào)，確定后在界面的右上角應(yīng)顯示串口號(hào)和儀器系列號(hào)，表明已經(jīng)建立通信通道。b)修改時(shí)間：點(diǎn)擊修改時(shí)間圖標(biāo)，按提示格式輸入新的時(shí)間，確認(rèn)修改后界面上顯示的實(shí)時(shí)時(shí)間應(yīng)為修改后的新時(shí)間。c)設(shè)置開始采集時(shí)間：點(diǎn)擊設(shè)置開始采集時(shí)間圖標(biāo)，按提示格式輸入預(yù)置的開始采集時(shí)間，確認(rèn)后彈出選擇波浪觀測(cè)時(shí)次和儀器離底高度的界面，選擇合適的波浪觀測(cè)時(shí)次、輸入儀器離底高度，確認(rèn)后界面上應(yīng)預(yù)告按照當(dāng)前設(shè)置，波浪和潮位存儲(chǔ)器還可以記錄多少天的數(shù)據(jù)。d)查詢存儲(chǔ)器可用空間：點(diǎn)擊存儲(chǔ)器可用空間圖標(biāo)，界面應(yīng)顯示波潮儀還可以連續(xù)記錄的天數(shù)。e)擦除存儲(chǔ)器：點(diǎn)擊存儲(chǔ)器擦除圖標(biāo)，界面上應(yīng)彈出提示信息，提醒用戶擦除的數(shù)據(jù)將不可恢復(fù)，確認(rèn)后進(jìn)入擦除存儲(chǔ)器操作，擦除完成后應(yīng)彈出提示信息。f)測(cè)試壓力：點(diǎn)擊壓力測(cè)試圖標(biāo)，界面上應(yīng)以2Hz的頻率實(shí)時(shí)顯示壓力數(shù)據(jù)，連續(xù)測(cè)試1min。g)測(cè)試電壓：點(diǎn)擊電壓測(cè)試圖標(biāo)，界面上應(yīng)顯示波潮儀的電池電壓。h)停止采集試驗(yàn)：點(diǎn)擊停止采集圖標(biāo)，界面上應(yīng)彈出提示信息，確認(rèn)后將結(jié)束波潮儀的數(shù)據(jù)采集。i)回放波浪數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊波浪數(shù)據(jù)回放圖標(biāo)，界面上應(yīng)彈出提示信息，提示用戶輸入波浪數(shù)據(jù)文件名的首字符，確認(rèn)后進(jìn)行波浪數(shù)據(jù)下載，同時(shí)界面上顯示正在下載的波浪數(shù)據(jù)文件名和已完成的百分比、還需要的下載時(shí)間等信息。j)回放潮位數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊潮位數(shù)據(jù)回放圖標(biāo)，界面上應(yīng)彈出提示信息，提示用戶輸入潮位數(shù)據(jù)文件名，確認(rèn)后進(jìn)行潮位數(shù)據(jù)下載，同時(shí)界面上顯示正在下載的潮位數(shù)據(jù)文件名和已完成的百分比、還需要的下載時(shí)間等信息。k)處理波浪數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊波浪數(shù)據(jù)處理圖標(biāo)，進(jìn)入波浪數(shù)據(jù)處理界面，用已知的數(shù)據(jù)文件分別驗(yàn)證查看原始數(shù)據(jù)、繪制過程曲線、進(jìn)行波譜分析并繪制譜形曲線、按GB/T14914存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)等功能的正確性。1)處理潮位數(shù)據(jù)：點(diǎn)擊潮位數(shù)據(jù)處理圖標(biāo)，進(jìn)入潮位數(shù)據(jù)處理界面，用已知的數(shù)據(jù)文件分別驗(yàn)證查看原始數(shù)據(jù)、剪裁數(shù)據(jù)文件、繪制過程曲線、進(jìn)行氣壓訂正、按GB/T14914的格式存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)文件等功能的正確性。6.2.12可靠性試驗(yàn)波潮儀可靠性試驗(yàn)以現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為主，數(shù)據(jù)收集按GB/T6.3現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)按附錄C進(jìn)行。5081—1985進(jìn)行。7檢驗(yàn)規(guī)則7.1檢驗(yàn)分類波潮儀檢驗(yàn)分為：型式檢驗(yàn)、出廠檢驗(yàn)。7.2型式檢驗(yàn)7.2.1檢驗(yàn)項(xiàng)目在下列情況下應(yīng)進(jìn)行型式檢驗(yàn)：a)新產(chǎn)品定型鑒定時(shí)；6b)產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)或長(zhǎng)期停產(chǎn)后恢復(fù)生產(chǎn)時(shí)；c)產(chǎn)品的工作原理、結(jié)構(gòu)、材料或制造工藝有較大改變而可能影響產(chǎn)品性能時(shí)；d)正常生產(chǎn)中，產(chǎn)品累計(jì)達(dá)到200臺(tái)時(shí)；e)質(zhì)量監(jiān)督部門要求監(jiān)督檢驗(yàn)時(shí)。檢驗(yàn)項(xiàng)目、方法和判定規(guī)則見表1。7.2.2抽樣與判定規(guī)則型式檢驗(yàn)的樣品應(yīng)從產(chǎn)品中隨機(jī)抽取2臺(tái)。若抽檢產(chǎn)品合格，則認(rèn)為該批產(chǎn)品合格。若有不合格時(shí)，則加倍抽檢，若仍有不合格時(shí)，則該批產(chǎn)品判為不合格。7.3出廠檢驗(yàn)所有產(chǎn)品都應(yīng)進(jìn)行出廠檢驗(yàn)。檢驗(yàn)項(xiàng)目、方法和判定規(guī)則見表1。檢驗(yàn)合格的產(chǎn)品方能出廠。表1型式檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)的項(xiàng)目、方法以及判定規(guī)則檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠檢驗(yàn)1壓力測(cè)量允許誤差符合5.2.1的規(guī)定?！谭?.2.1的規(guī)定?！?符合5.2.2的規(guī)定?！獭?符合5.2.3的規(guī)定?！獭?√5√6√7√8√9√√√√√√設(shè)置開始采集時(shí)間試驗(yàn)時(shí)，實(shí)時(shí)時(shí)間與預(yù)置的開始采集時(shí)間相√√查詢存儲(chǔ)器可用空間√√7表1(續(xù))檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠檢驗(yàn)顯示的存儲(chǔ)器可記錄天數(shù)應(yīng)等于儀器的最大可記錄天數(shù)，然后設(shè)置波潮儀進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，采集一段時(shí)間后進(jìn)行數(shù)據(jù)下載，所下載的數(shù)√√柱高度一致?！獭屉妷簻y(cè)試試驗(yàn)試驗(yàn)時(shí)，界面上顯示的電壓值應(yīng)與使用萬用表測(cè)量的電壓值一致?！獭獭獭獭獭獭獭淘囼?yàn)時(shí)，所顯示的結(jié)果應(yīng)與已知的結(jié)果一致。√√試驗(yàn)時(shí)，所顯示的結(jié)果應(yīng)與已知的結(jié)果一致?！獭淘囼?yàn)結(jié)果應(yīng)符合5.5的規(guī)定?！瘫葘?duì)儀器和被檢儀器輸出波浪要素的誤差應(yīng)符合5.2.5的規(guī)定?！?.4檢驗(yàn)周期波潮儀出廠檢驗(yàn)滿2年后，應(yīng)按表1所列項(xiàng)目復(fù)檢。8標(biāo)志和使用說明書8.1標(biāo)志在產(chǎn)品包裝箱外部應(yīng)標(biāo)明：a)生產(chǎn)單位名稱；在儀器殼體上應(yīng)標(biāo)明：a)生產(chǎn)單位名稱；c)產(chǎn)品序號(hào)；d)生產(chǎn)時(shí)間。8.2使用說明書波潮儀應(yīng)附有產(chǎn)品使用說明書，使用說明書應(yīng)包括下列內(nèi)容：a)儀器用途和性能；b)儀器工作原理和基本組成；d)數(shù)據(jù)處理分析軟件安裝和使用方法；8e)常見故障檢查方法；f)儀器成套性和保修說明。9.1包裝波潮儀的包裝箱內(nèi)壁應(yīng)襯有泡沫塑料或其他防護(hù)材料，箱內(nèi)空隙用包裝材料填塞。每個(gè)包裝箱內(nèi)應(yīng)放有合格證(或合格標(biāo)簽)和裝箱單，裝箱單上應(yīng)注明產(chǎn)品名稱、型號(hào)、數(shù)量及裝箱9.2運(yùn)輸運(yùn)輸過程中應(yīng)避免包裝箱振動(dòng)和相互碰撞，裝卸時(shí)輕放。波潮儀應(yīng)在溫度為(一40～55)℃、相對(duì)濕度不大于95%的室內(nèi)貯存。長(zhǎng)期貯存后應(yīng)確認(rèn)仍在檢驗(yàn)有效期內(nèi)方可正式使用。9P=P+P=P?+gH………(A.1)P?——儀器正上方海平面大氣壓力(一般用儀器布放點(diǎn)附H=(P-P?)/pg…………(A.2)為0。式中：c)依波浪理論，可由譜估計(jì)出各種波參數(shù)。B.3最小波周期問題由于水層的濾波作用，壓力信號(hào)隨儀器投放深度的增加而迅速衰減，這種衰減依賴于波周期，周期越小就衰減得越快。因此，水下壓力波換算為表面波時(shí)，存在一個(gè)允許換算的最小的波周期問題。設(shè)儀器投放深度為Z,其對(duì)應(yīng)的允許換算的最小的波周期和最大圓頻率分別為Tmin和ommx。如果壓力信號(hào)在儀器投放深度的衰減率達(dá)到1/200時(shí)，便認(rèn)為式(B.2)或式(B.3)的換算關(guān)系會(huì)產(chǎn)生不可接表B.1儀器投