HYT 090-2005 壓力式波潮儀（正式版）

中華人民共和國海洋行業(yè)標準I本標準的附錄A、附錄B和附錄C為規(guī)范性附錄。請注意本標準的某些內(nèi)容有可能涉及專利，本標準的發(fā)布機構不應承擔識別這些專利的責任。本標準由中國科學院南海海洋研究所提出。本標準由國家海洋標準計量中心歸口。本標準起草單位：中國科學院南海海洋研究所。本標準主要起草人：王盛安、龍小敏、蔡樹群、陳俊1本標準規(guī)定了壓力式波潮儀的產(chǎn)品組成、技術要求、試驗方法、檢驗規(guī)則，以及標識、包裝、貯藏、運輸要求等。本標準適用于安裝在海底平臺、水中平臺(潛標)或吊掛于海面平臺(油氣勘探生產(chǎn)平臺、棧橋、碼頭等)進行潮位和波浪要素(波高、波周期)測量的壓力式波潮儀(以下簡稱波潮儀)的生產(chǎn)、出廠檢驗和型式檢驗。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。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準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(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準。GB/T5081—1985電子產(chǎn)品現(xiàn)場工作可靠性、有效性和維修性數(shù)據(jù)收集指南GB/T14914海濱觀測規(guī)范HY016.2—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法低溫試驗HY016.3—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法低溫貯存試驗HY016.4—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法高溫試驗HY016.5—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法高溫貯存試驗HY016.11—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法振動試驗HY016.13—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法連續(xù)沖擊試驗HY016.15—1992海洋儀器基本環(huán)境試驗方法水靜壓力試驗HY/T042—1996海i洋儀器分類及型號命名辦法JJG946—1999壓力驗潮儀3術語和定義本標準的術語符合HY/T008的定義。此外，下列術語和定義適用于本標準。壓力式波潮儀waveandtiderecorderwithpressuresensor通過測量儀器所處位置的壓力變化，應用軟件進行分析處理，從而求得潮位、波高、波周期的測量儀器。4組成與型號4.1組成波潮儀由壓力測量設備和分析處理軟件組成。壓力測量設備包括耐壓殼體、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集及控制電路、存儲器、通信接口等組成。產(chǎn)品型號應符合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應的水深。對于波浪觀測，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壓力測量5.2.2計時誤差波潮儀實時時鐘的計時允許誤差：±7s/7d。5.2.3狀態(tài)指示燈波潮儀應安裝有可觀察的、反映設備工作狀態(tài)的指示燈，指示燈應與數(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潮位值，潮位值的計算方法見附錄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、波周期的計算方法見附數(shù)據(jù)采集和加密方式：波浪記錄間隔可設定為每1h、2h、3h、4h、6h或8h記錄一組波浪原始數(shù)據(jù)。當設定的波浪記錄間隔不是1h時，可設定波浪自動加密記錄的波高閾值；當計算得出的有效波波高大于波高閾值時，自動進行每1h一組的波浪加密記錄。每組波浪記錄包含2048個樣本，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)存儲器容量波潮儀數(shù)據(jù)存儲器的容量應大于16MB(按每分鐘記錄一個潮位值、每小時記錄一組波浪原始數(shù)據(jù)計算，可連續(xù)記錄3個月數(shù)據(jù))。波潮儀的殼體應選用耐海水腐蝕的材料制作，其耐壓密封能力應為壓力測量量程的125%。5.2.8電源直流電壓3.3V~3.9V,平均工作電流小于10mA。電池總容量應滿足波潮儀連續(xù)工作3個月以上。5.2.9通信接口波潮儀的通信接口為RS232標準接口。5.3分析處理軟件波潮儀配套的分析處理軟件應有友好的界面，操作簡便，對不合理的輸入條件應發(fā)出錯誤提示信息。軟件應包含下列12項功能。35.3.1設置通信口設置計算機與波潮儀連接的串口號，建立通信通道。5.3.2修改時間修改波潮儀時鐘的時間，以保證資料記錄時間的正確性。5.3.3設置開始采集時間預置波潮儀開始數(shù)據(jù)采集記錄的時間。5.3.4查詢存儲器可用空間輸出當前設置條件下波潮儀還可以連續(xù)記錄的天數(shù)。5.3.5擦除存儲器擦除波潮儀數(shù)據(jù)存儲器中所有已存數(shù)據(jù)。5.3.6測試壓力采用2Hz頻率采集數(shù)據(jù)，并實時顯示數(shù)據(jù)，以檢驗波潮儀是否處于正常工作狀態(tài)。5.3.7測試電壓顯示波潮儀的電池電壓。5.3.8停止采集結束波潮儀的數(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、進行氣壓訂正、按GB/T14914的格式存儲原始數(shù)據(jù)文件等功能。5.4外觀要求波潮儀的外觀應無破損及嚴重劃痕。5.5可靠性波潮儀平均無故障工作時間(MTBF)的可接受值m?=4400h,平均維修時間MTTR=2h(從儀器運至實驗室算起)。波潮儀及傳感器的壽命期為5a。6試驗方法6.1試驗設備波潮儀的試驗設備為：a)標準壓力計，允許誤差的絕對值應小于5.2.1條允許誤差絕對值的1/3;b)標準氣壓表，允許誤差±0.5hPa;c)恒溫恒濕箱；d)沖擊試驗臺及控制系統(tǒng)；e)振動試驗臺及控制系統(tǒng)；f)壓力試驗設備。4型式檢驗的壓力測量允許誤差試驗按JJGa)確定壓力檢測點。將壓力測量量程分為十等份，從0kPa到滿量程共11個檢測點。b)連接被檢儀器與標準壓力計。在沒有加壓情況下，讀取標準氣壓表和標準壓P——標準氣壓表第i個檢測點的示值；△P;的計算結果應滿足5.2.1的要求。c)1周后，再次進入波潮儀分析處理軟件的修改時間界面，與國家授時中心發(fā)布的北京時間對56.2.10耐壓試驗按HY016.15—1992的規(guī)定進行耐壓試驗，試驗后被檢儀器應無變形、無滲漏。6.2.11分析處理軟件試驗分析處理軟件的試驗方法如下：a)設置通信口：打開波潮儀的電源開關，連接計算機與波潮儀的串口，運行分析處理軟件，點擊設置通信口圖標，選擇與波潮儀連接的串口號，確定后在界面的右上角應顯示串口號和儀器系列號，表明已經(jīng)建立通信通道。b)修改時間：點擊修改時間圖標，按提示格式輸入新的時間，確認修改后界面上顯示的實時時間應為修改后的新時間。c)設置開始采集時間：點擊設置開始采集時間圖標，按提示格式輸入預置的開始采集時間，確認后彈出選擇波浪觀測時次和儀器離底高度的界面，選擇合適的波浪觀測時次、輸入儀器離底高度，確認后界面上應預告按照當前設置，波浪和潮位存儲器還可以記錄多少天的數(shù)據(jù)。d)查詢存儲器可用空間：點擊存儲器可用空間圖標，界面應顯示波潮儀還可以連續(xù)記錄的天數(shù)。e)擦除存儲器：點擊存儲器擦除圖標，界面上應彈出提示信息，提醒用戶擦除的數(shù)據(jù)將不可恢復，確認后進入擦除存儲器操作，擦除完成后應彈出提示信息。f)測試壓力：點擊壓力測試圖標，界面上應以2Hz的頻率實時顯示壓力數(shù)據(jù)，連續(xù)測試1min。g)測試電壓：點擊電壓測試圖標，界面上應顯示波潮儀的電池電壓。h)停止采集試驗：點擊停止采集圖標，界面上應彈出提示信息，確認后將結束波潮儀的數(shù)據(jù)采集。i)回放波浪數(shù)據(jù)：點擊波浪數(shù)據(jù)回放圖標，界面上應彈出提示信息，提示用戶輸入波浪數(shù)據(jù)文件名的首字符，確認后進行波浪數(shù)據(jù)下載，同時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、還需要的下載時間等信息。j)回放潮位數(shù)據(jù)：點擊潮位數(shù)據(jù)回放圖標，界面上應彈出提示信息，提示用戶輸入潮位數(shù)據(jù)文件名，確認后進行潮位數(shù)據(jù)下載，同時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、還需要的下載時間等信息。k)處理波浪數(shù)據(jù)：點擊波浪數(shù)據(jù)處理圖標，進入波浪數(shù)據(jù)處理界面，用已知的數(shù)據(jù)文件分別驗證查看原始數(shù)據(jù)、繪制過程曲線、進行波譜分析并繪制譜形曲線、按GB/T14914存儲原始數(shù)據(jù)等功能的正確性。1)處理潮位數(shù)據(jù)：點擊潮位數(shù)據(jù)處理圖標，進入潮位數(shù)據(jù)處理界面，用已知的數(shù)據(jù)文件分別驗證查看原始數(shù)據(jù)、剪裁數(shù)據(jù)文件、繪制過程曲線、進行氣壓訂正、按GB/T14914的格式存儲原始數(shù)據(jù)文件等功能的正確性。6.2.12可靠性試驗波潮儀可靠性試驗以現(xiàn)場試驗為主，數(shù)據(jù)收集按GB/T6.3現(xiàn)場試驗按附錄C進行。5081—1985進行。7檢驗規(guī)則7.1檢驗分類波潮儀檢驗分為：型式檢驗、出廠檢驗。7.2型式檢驗7.2.1檢驗項目在下列情況下應進行型式檢驗：a)新產(chǎn)品定型鑒定時；6b)產(chǎn)品轉廠生產(chǎn)或長期停產(chǎn)后恢復生產(chǎn)時；c)產(chǎn)品的工作原理、結構、材料或制造工藝有較大改變而可能影響產(chǎn)品性能時；d)正常生產(chǎn)中，產(chǎn)品累計達到200臺時；e)質量監(jiān)督部門要求監(jiān)督檢驗時。檢驗項目、方法和判定規(guī)則見表1。7.2.2抽樣與判定規(guī)則型式檢驗的樣品應從產(chǎn)品中隨機抽取2臺。若抽檢產(chǎn)品合格，則認為該批產(chǎn)品合格。若有不合格時，則加倍抽檢，若仍有不合格時，則該批產(chǎn)品判為不合格。7.3出廠檢驗所有產(chǎn)品都應進行出廠檢驗。檢驗項目、方法和判定規(guī)則見表1。檢驗合格的產(chǎn)品方能出廠。表1型式檢驗和出廠檢驗的項目、方法以及判定規(guī)則檢驗項目出廠檢驗1壓力測量允許誤差符合5.2.1的規(guī)定。√符合5.2.1的規(guī)定?！?符合5.2.2的規(guī)定。√√3符合5.2.3的規(guī)定?！獭?√5√6√7√8√9√√√√√√設置開始采集時間試驗時，實時時間與預置的開始采集時間相√√查詢存儲器可用空間√√7表1(續(xù))檢驗項目出廠檢驗顯示的存儲器可記錄天數(shù)應等于儀器的最大可記錄天數(shù)，然后設置波潮儀進行數(shù)據(jù)采集，采集一段時間后進行數(shù)據(jù)下載，所下載的數(shù)√√柱高度一致。√√電壓測試試驗試驗時，界面上顯示的電壓值應與使用萬用表測量的電壓值一致?！獭獭獭獭獭獭獭淘囼灂r，所顯示的結果應與已知的結果一致。√√試驗時，所顯示的結果應與已知的結果一致。√√試驗結果應符合5.5的規(guī)定?！瘫葘x器和被檢儀器輸出波浪要素的誤差應符合5.2.5的規(guī)定?！?.4檢驗周期波潮儀出廠檢驗滿2年后，應按表1所列項目復檢。8標志和使用說明書8.1標志在產(chǎn)品包裝箱外部應標明：a)生產(chǎn)單位名稱；在儀器殼體上應標明：a)生產(chǎn)單位名稱；c)產(chǎn)品序號；d)生產(chǎn)時間。8.2使用說明書波潮儀應附有產(chǎn)品使用說明書，使用說明書應包括下列內(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)壁應襯有泡沫塑料或其他防護材料，箱內(nèi)空隙用包裝材料填塞。每個包裝箱內(nèi)應放有合格證(或合格標簽)和裝箱單，裝箱單上應注明產(chǎn)品名稱、型號、數(shù)量及裝箱9.2運輸運輸過程中應避免包裝箱振動和相互碰撞，裝卸時輕放。波潮儀應在溫度為(一40～55)℃、相對濕度不大于95%的室內(nèi)貯存。長期貯存后應確認仍在檢驗有效期內(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(一般用儀器布放點附H=(P-P?)/pg…………(A.2)為0。式中：c)依波浪理論，可由譜估計出各種波參數(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，存在一個允許換算的最小的波周期問題。設儀器投放深度為Z,其對應的允許換算的最小的波周期和最大圓頻率分別為Tmin和ommx。如果壓力信號在儀器投放深度的衰減率達到1/200時，便認為式(B.2)或式(B.3)的換算關系會產(chǎn)生不可接表B.1儀器投