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1、空气负离子自动观测仪测试大纲中国气象局综合观测司2024年2月1 .概述11.1 目的11.2 依据I2 .基本要求I2.1 被试设备12.2 试验场地12.3 测试项目I3 .静态测试33.1 测试样机33.2 测试用仪器仪表和设备33.3 测试环境43.4 基本功能测试43.5 基本性能测试43.6 强制性功能测试54 .动态测试74.1 测试样机84.2 检测设备84.3 比对试验选址84.4 测试时长84.5 测试要求84.6 测试项目和测试方法85 .综合评定95.1 单项评定95.2 总评定9附表101.概述1.1 目的规定空气负离子自动观测仪测试的内容和方法，指导测试与试验，检验
2、被试设备是否满足空气负离子自动观测仪功能规格需求书(第3版)(气测函(2024)11号)要求。1.2依据空气负离子自动观测仪功能规格需求书(第3版)(气测函(2024)11号)GB/T18809-2019空气离子测量仪通用规范QX/T419-2018空气负离子观测规范电容吸入法QX/T475-2019空气负离子自动测量仪技术要求电容式吸入法QX/T526-2019气象观测专用技术装备测试规范通用要求2 .基本要求3 .1被试设备空气负离子自动观测仪(以下简称观测仪)由生产厂家或研制单位提供，并符合以下要求：(1) 应提供4套同一型号的观测仪作为被试设备。(2) 应提供完成测试所必需的全套设备，
3、包括安装支架、主机、转接口、电缆线、仪器说明书及操作手册、计算机数据采集处理软件等。(3) 在各阶段测试期间被试设备应正常工作，数据可通过无线和有线网络上传至指定的终端或服务器。(4) 功能、结构检测等试验中，设备提供商需承担被试设备损坏风险。2. 2试验场地试验场地包括室内负离子实验室和室外比对试验场地。实验室测试一般在有较大空间和相应测试条件的室内开展。室外比对试验场地选择负离子观测具有代表性的气象台站作为试验场地。其中室外比对试验场地及仪器布设应满足以下要求：(1) 避开陡坡、洼地等地区，站点四周应保持空气自然流畅，避免受到局部地形、建筑等障碍物影响。(2) 站点四周应没有高压线、无线发
4、射塔等干扰源，没有明显影响空气负离子浓度的因素。(3)站点位置应满足观测数据实时传输所需要的通信网络条件。(4) 同一试验外场安装多套被试设备时，被试设备间的间距应互不影响，一般大于1米但不超过2米。2. 3测试项目测试项目见表1。表1测试项目一览表序号测试项目测试子项试验场地备注1功能基本功能实验室静态测试离子传感器采集器仪器控制处理软件数据采集处理软件2技术性能离子迁移率实验室静态测试（温湿度测量性能可使用第三方证明材料）负离子浓度空气温度空气湿度离子传感器技术参数采集器技术参数外围设备技术参数3环境适应性气候条件实验室可使用第三方证明材料电磁兼容4可靠性平均无故障工作时间室外比对试验场地
5、动态测试使用寿命5功耗功耗实验室静态测试6结构和材料外观实验室静态测试材料模块集成化机械结构和强度通信接口电气安全机械安全防雷安全标识7其他技术文件实验室静态测试人机交互界面3.静态测试3. 1测试样机由厂家或研制单位准备用于测试的设备等，主要包括：(1) 测试样机4套；(2)外置机箱1台；(3) 备用离子传感器1台；(4) 替换测试用备件，如主板、Moden1、风扇等；(5)计算机软件。3. 2测试用仪器仪表和设备测试用仪器、仪表和设备详见表2。定量检测所用的仪器、仪表和设备应经检定或校准,并在有效期内。环境适应性检测设备应符合相关规程规范要求。表2测试用仪器仪表一览表序号名称测量范围不确定
6、度/准确度等级/最大允许误差用途1标准离子收集器(10510,)个/cm?空气流量最大允许误差：3%,空气流场雷诺数2300,极化电压最大允许误差：1%,离子迁移率可调，零位误差：不超过50个cm标准离子收集器与微电流计组成计量标准器微电流计(01)nA最大允许误差：2%(250XIOFA时)负离子发生装置(5005X10b个/cm，均匀度：5%(2500个c时)，波动度：5%(2500个/cm?时)，试验区风场流速：0.5ms发生空气离子，作为空气离子源2空气流量计(05)m3h准确度等级：1.0级测量被测仪器流量3数字直流电压计(0-100)V最大允许误差：0.01V测量被测仪器极化电压4
7、游标卡尺(030)cm准确度等级：三等测量被测仪器收集器结构尺寸5温度标准装置(-3050)不确定度：0.15温度测试6湿度标准装置(1095)%RH不确定度：1.7%RH湿度测试3. 3测试环境静态测试在室内进行，环境要求为：（1） 温度：10-30；（2） 相对湿度：10%80%；（3） 风：静风环境；（4） 空气洁净，无电磁干扰。3. 4基本功能测试3. 4.1硬件功能测试测试样机安装通电运行后，逐项检查基本功能，记录格式见附表1：（1） 检查测试样机能否正常进行空气采样，并输出负离子、温湿度等测量要素。（2） 检查测试样机的测量流程是否与测量原理一致，数据处理和结果输出是否符合功能需求
8、书的规定。（3） 检查测试样机是否具有防潮除湿（包括加热模块等）措施。（4）检查测试样机的外围设备中有关供电、电池、数据存储卡、电气安全和离子传感器高度等，确定是否符合功能需求书的规定要求。（5）检查测试样机的无线通信和数据传输功能，确定是否具备该功能。（6）检查测试样机是否具有防腐蚀、防辐射措施并符合功能需求书的要求。（7）检查测试样机是否具有防雷模块等基本防雷措施。（8）检查测试样机的模块化结构状况，确定设备是否易维护维修。（9）检查测试样机是否具有防蜘蛛、蚊子等防生物措施。（10）确定测试样机温湿度及环境适应性是否符合功能需求书规定要求。（Il）其它一般性要求：检查测试样机的其它一般性要
9、求是否符合功能需求书的规定。3.4.2软件功能测试按照功能需求书的要求，在PC机上安装业务软件并进行逐项操作，评估软件的界面、功能、性能、易用性、完善程度等。（1） 上位机软件：检查上位机软件是否可以控制与接收多台空气负离子自动观测设备。（2） 计算机数据采集处理软件：检查软件设计的合理性、兼容性、界面友好、使用方便等。（3） 实时展示功能：检查软件是否具有数据实时展示功能。（4） 其它功能要求：逐项检查软件是否符合功能需求书规定的其他功能。3. 5基本性能测试基本性能测试中的每项均为否决指标，具体测试项目及判定方法见表3。表3否决指标项目及判定标准项目名称指标要求测试方法最小分辨力10个/c
10、d1、通过观测数据的变化情况进行判断2、与负离子参考标准进行对比，查看检测到的最小值进行判断测量时间间隔正点1小时通过报文和实际测量时间比较正5分钟离子传感器物理结构传感器的结构模式(平板或圆筒)用游标卡尺、万用表、风速计/流量计等进行测量，测量传感器极板的极板间隙、极板长度、空气流速、极化电压、极板边际间距等，并按规定计算临界离子迁移率平板形传感器物理结构应符合国标GB/T18809-2019的要求临界离子迁移率K=0.4(Vs)极板间距误差不超过10%和极化电压变化不超过10%数据格式规定的数据格式检查实际报文格式与功能需求书的要求比较3.6强制性功能测试3.6.1全自动观测3.6.1.1
11、检查测试样机按规定测量时间间隔的数据测量和上报情况。3. 6.1,2对测试样机的采集器和上位机的数据进行检查对比。3.6. 1.3设置断网断电等意外情况，检查测试样机自动恢复测量的功能。3.7. 1.4设置强行复位，检查自动恢复测量功能。3.8. 1.53.6.1.5对以上结果进行判断，合格的为通过；不合格的为否决。3.6.2全自动存储3.6.2.1检查测试样机按规定测量时间间隔的数据自动存储情况。3.6.2.2对测试样机采集器和上位机的存储的数据进行抽查做对比。3.6.2.3设置断电断网等意外情况，检查测试样机自动恢复数据存储的功能。3.6.2.4对数据进行操作，保证随时可以调用数据。3.6
12、.2.5检查数据存储完整性、可靠性、安全性。3.6.2.6对以上结果进行判断，合格的为通过；不合格的为否决。3.6.3数据和指令传输3.6.3.1检查测试样机按规定测量时间间隔的数据自动上传情况。3.6.3.2检查出现断电断网等意外情况后测试样机能自动恢复数据上传情况。3.6.3.3通过上位机传输指令，检查应答情况。3.6.3.4检查人工操作调取数据情况。3.6.3.5对以上结果进行判断，合格的为通过；不合格的为否决。3.6.4无线通信传输3.6.4.1检查测试样机无线通信传输的连线情况，并指向唯一传输地址。3.6.4.2检查测试样机网络断线后，自动连接上线功能；3.6.4.3人工设置强制下线
13、、复位，检查测试样机连线情况；3.6.4.4检查测试样机不需复位，自动连接上线的情况。3.6.4.5对以上结果进行判断，合格的为通过；不合格的为否决。3.6.5补传数据3.6.5.1检查测试样机按设定时间自动补传数据的情况；3.6.5.2检查测试样机人工操作调取数据的功能；3.6.5.3检查出现断网等意外情况后，测试样机是否具备自动补传数据的功能。3.6.5.4对以上结果进行判断，合格的为通过；不合格的为否决。3.6.6高湿环境运行3.6.6.1利用湿度标准装置，检查测试样机在高湿（相对湿度为70%100%）环境下稳定运行能力。3.6.6.2设置相对湿度为90%并稳定运行30分钟后,读取测试样
14、机三次负离子浓度值并取算术平均值作为负离子浓度值。3.6.6.3检查测试样机能否正常工作，测量数据有无突变或出现异常值等现象，确定是否符合规定要求。3.6.7极板短路保护3.6.7.1利用直流电源仪、正负离子发生器、负离子发生器、万用表、恒湿箱、湿度计等对负离子观测仪进行极板短路保护功能检测。需要注意的是，结露、空气导电等因素可能导致传感器损坏、电信号放大器击穿等情况的发生；3.6.7.2在V69%RH的湿度环境中，距离传感筒口50cm处，利用负离子发生器产生高浓度负离子环境。测试样机正常工作状态下，测量1分钟。随后检查设备能否正常运行或电信号放大器是否被击穿：3.6.7.3利用超声波加湿器产生水雾，传感器收集水雾至内部结露后，检查设备能否正常运行或电信号放大器是否被击穿；3.6.7.4对以上结果进行判断，符合的为通过；不符合的为否决。3.6.8离子迁移率3. 6.8.1测试临界离子迁移率K值，临界离子迁移率应为K=0.40.04（cm2/（Vs）o4. 6.8.2利用游标卡尺、万用表、空气流量计等对测试样机离子传感器物理参数进行测试:（1）测量测试样机的
