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1、ICS 07. 060CCS A 47QX中华人民共和国气象行业标准Qx/T6912023冻土自动观测仪Automaticfrozensoilobservationinstrument2023-10-18 发布2024-02-01实施中国气象局发布目次前言111范围12规范性引用文件13术语和定义14功能与组成25技术要求26试验方法57检验规则983、糜、运髓口贮存109产品成套性11附录A（资料性）冻土分钟数据文件格式12参考文献14本文件按照GB/T1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别
2、专利的责任。本文件由全国气象仪器与观测方法标准化技术委员会(SAC/TC507)提出并归口本文件起草单位：山东省气象局、中国气象局气象探测中心、北京市延庆区气象局、山东省青岛市气象局、河北省秦皇岛市气象局、山东省气象局大气探测技术保障中心、华云升达(北京)气象科技有限责任公司、沈阳新力新信息技术有限公司。本文件主要起草人：宋树礼、安忠亮、张会、伍永学、弓既鲁、刘志刚、宋传经、高林、陈为超、姚远。冻土自动观测仪1范围本文件确立了冻土自动观测仪的功能与组成、检验规则，规定了冻土自动观测仪的技术要求，描述了冻土自动观测仪的试验方法，以及标志、包装、运输和贮存，产品成套性。本文件适用于冻土自动观测仪的
3、设计、生产、测试和验收。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1912008包装储运图示标志第2部分:试验方法 第2部分:试验方法 第2部分:试验方法GB/T2423.12008GB/T2423.22008GB/T2423.4200812h循环）电工电子产品环境试验电工电子产品环境试验电工电子产品环境试验试验A:低温试验B:高温试验Db:交变湿热（12h十GB/T2423.172008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验
4、ka:盐雾GB/T2423.382008电工电子产品环境试验第2部分:试验方法试验R:水试验方法和导则GB/T42082017外壳防护等级（IP代码）GB4793.12007测量、控制和实验用电气设备的安全要求第1部分:通用要求GB/T4857.51992包装运输包装件跌落试验方法第10部分:正弦变频振动试验方法GB/T4857.102005包装运输包装件基本试验GB/T65872012电子测量仪器通用规范GB6587.71986电子测量仪器基本安全试验GB/T11463-1989电子测量仪器可靠性试验GB/T17626. 22018GB/T17626. 42018GB/T17626. 520
5、19GB/T17626. 62017电磁兼容电磁兼容电磁兼容电磁兼容试验和测量技术试验和测量技术试验和测量技术试验和测量技术静电放电抗扰度试验电快速瞬变脉冲群抗扰度试验浪涌（冲击）抗扰度试验射频场感应的传导骚扰抗扰度3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3. 1冻土自动观测仪automaticfrozensoilobservationinstrument一种能自动观测、存储和传输土壤冻结深度和冻结层次的设备O4功能与组成4. 19由传感器、数据采集处理单元、通信接口、外围设备（电源、机壳、支架）等组成。4. 2功能冻土自动观测仪应具有下列功能：a）自动测量土壤冻结深度和冻结层次；b）采集、处
6、理、存储冻土观测数据并进行质量控制；c）判断、输出设备状态信息；d）以数字信号形式输出观测数据；e）支持在线升级。5技术要求5. 1结构和外观5. 1.1外观应符合下列要求：a）仪器表面涂层均匀、无脱落现象；b）结构件无裂痕和其他机械损伤，组成牢固，操作部分没有迟滞、卡死、松脱等现象；c）接插件上标识清晰、正确；d）零部件进行防盐雾、防潮湿、防霉菌、抗氧化处理；e）在产品寿命期内，传感器外壳、立杆、支架、机箱等部分的机械强度能确保其不因外界环境的影响和材料本身原因而发生形变或损坏；f）产品标志和字符清晰、完整、醒目。5. 1.2外壳应符合下列要求：a）防水；b）表面喷涂白色亚光防盐雾腐蚀涂层，
7、有效保护供电单元和数据采集单元等部位；c）冻土传感器外壳防护等级不低于GB/T42082017中尸67等级。6. 1.3支架宜采用不锈钢材质圆柱体，且应符合下列要求：a）不高于1100mm；b）表面喷涂白色亚光防盐雾腐蚀涂层。7. 1.4安全标志应符合下列要求：a）交流电源端子旁应具有危险警示标志，标志应符合GB4793.12007中表1的符号12；b）交流电源断开装置上应具有通断标志；c）标志耐久性应符合GB4793.12007中5.3的要求。5.2功能要求5. 2.1采样和质量控制应符合下列要求：a）采样频率每分钟1次；b）具有极值范围、变化速率等参数设置功能，并对采集数据进行质量控制；c
8、）设有状态指示灯，其具有采集运行状态报警功能6. 2.2数据存储和传输应符合下列要求：a）数据存储应具有掉电保护功能；b）观测数据和状态数据的存储时间不少于IOd；c）至少具有RS232数字信号输出接口。7. 2.3设备状态信息应采集、存储和输出下列设备状态信息：a）冻土传感器工作状态；b）采集单元工作温度；c）采集单元工作电压；d）通信状态。8. 2.4远程控制应具有下列远程控制功能：a）系统复位；b）参数配置；c）嵌入式软件升级。9. 3性能指标应符合下列条件。a）测量范围：0cm-150cm;最大冻结深度超过150Cm时，可采用分段式安装。b）分辨力：1cm。c）准确度：2cm010.
9、4环境适应性11. 4.1环境条件应符合下列条件：a）空气温度：一50节十60节；b）地面温度：一50节十80节；c）相对湿度：5%100%.12. 4.2机械条件应符合下列条件：a）在运输、装卸、搬运过程中出现振动、自由跌落等情况，包装箱不变形、不开裂；b）开箱后，仪器无变形、松脱及损伤，性能正常o13. 4.3电磁兼容性14. 4.3.1静电放电抗扰度在下列条件下，冻土自动观测仪应能正常工作：a）接触放电：4kv;b）空气放电：8kv。15. 4.3.2电快速瞬变脉冲群抗扰度应符合下列要求：a）电源端口：电压峰值2kv,重复频率5kHz;b）信号端口：电压峰值IkV,重复频率5kHz16.
10、 4.3.3浪涌（冲击）在下列条件下，冻土自动观测仪应能正常工作：a）线对地：IkV;b）腌雌：1.250s（电压）,820s（电流）。5.4.3.4射频场感应的传导骚扰在下列条件下，冻土自动观测仪应能正常工作：a）频率范围：0.15MHz80MHz；b）电场强度极限值：3v/m。5. 5时钟应有时钟同步功能，内部时钟每30d累计最大误差应不超过士15s。6. 6电源与功耗7. 6.1电源的范围：a）交流：220v（15%十10%）；b）直流：12v3v。8. 6.2如果用蓄电池供电，蓄电池应：a）有充放电功能；b）单独供电时仪器连续工作时间不少于7d05.6.3数据采集处理单元功耗小于2We
11、5.7绝缘电阻电源输入端子和机壳之间的绝缘电阻应大于2M5.8抗电强度电源输入端子和外壳间应能承受幅值500V（AC）,历时Imin的耐压冲击试验，试验中不出现飞弧和击穿，其间泄漏电流不大于5mA。5.9可靠性平均无故障工作时间（MeanoperatingTimeBetweenFaiIUresfMTBF）应不小于8000ho6试验方法6.1试验室环境条件应符合下列要求：a）温度：15节35节；b）相对湿度：30%80%。6.2试验仪器仪表试验用仪器仪表的规格应符合表1的要求。表1试验用仪器仪表序号仪器仪表分辨力测量范围测量误差1直尺1mm(0-150)cm2mm2冻土器0.5cm(0150)c
12、m2cm3高低温湿热箱0.1节1%RH温度控制范围：一70节130节湿度调节范围：20%RH98%RH0.2节3%RH4稳压电源0.IV电压可调（030）Vr最大输出电流3A0.5V5万用表31/2位6.3结构和外观6.3.1外观目测，外观完好无损。6.3.2外壳按下列方法进行：a）目测，外壳完好无破损；b）按GB/T2423.382008中6.2.2规定的方法进行水试验。6.3.3支架用直尺测量支架高度。6.3.4安全标志按下列方法进行：a）目测检有标志是否齐全、完整；b）按GB4793.12007的5.6进行标志耐久性检查。6.4功能6.4.1采样和数据质量控制读取采样瞬时值、相应的数据质
13、量控制标识以及对应的时间，结合极值范围、变化速率检查数据质量控制标识是否一致。6.4.2数据存储冻土自动观测仪连续运行3d后，读取采样瞬时值、统计量和状态信息，以及剩余存储空间。6.4.3数据传输根据冻土自动观测仪通信接口类型，采用相应的通信电缆、通信设备，建立冻土自动观测仪与计算机的数据链路，在计算机上运行通用通信工具软件（如超级终端）并作相应配置，作下列检查：a）查看冻土自动观测仪向计算机传输的采样瞬时值、统计量和状态信息；b）计算机向冻土自动观测仪发出终端命令后，获取的冻土自动观测分钟数据保存在冻土分钟数据文件中，其格式参见附录A.6.4.4设备状态信息应按下列方法进行测试：a）使冻土传
14、感器的工作状态发生变化，检查冻土自动观测仪存储和输出的传感器工作状态信息；b）使采集运行单元的工作温度发生变化，检查冻土自动观测仪存储和输出的采集运行单元工作温度；c）使用稳压电源作为冻土自动观测仪工作电源接入，调节稳压电源电压，检查冻土自动观测仪存储和输出的工作电压值。6.4.5远程控制通过远程向冻土自动观测仪发指令的方式，进行下列检查：a）发送系统复位指令，检查冻土自动观测仪的响应；b）发送参数配置指令，检查冻土自动观测仪的参数配置；c）发送嵌入软件升级指令，检查冻土自动观测仪嵌入式软件升级情况06. 5性能7. 5.1准确度与测量范围性能应按下列方法进行测试。a）冻土传感器冻融过程选择在
15、冷冻测试箱内进行，并应符合下列要求：1 ）冻结过程测试低温环境控制在一33节；2 ）融化过程低温环境控制在一5节，维持其冻结状态；3）室温设定为25节。b）模拟冻结过程冻土测试点依次为130cm、100cm.70cm、40cm、IOem；模拟融化过程冻土测S能欠为20cm、50cm80cm、110cm、140cmc）将装有外套管的冻土传感器水平插入冷冻测试箱，用直尺从传感器Ocm刻度线开始量取130Cm进行第一个测试点的测试，待冻土传感器冻结45min后读取冻结深度,依次完成5个测试点的测量d）冻土传感器全部冻结后，冷冻测试箱的低温环境控制在一5节，将装有外套管的冻土传感器水平拔出冷冻测试箱，
16、用直尺从传感器Ocm刻度线开始量取20cm进行第一个测试点的测试，待冻土传感器融化30min后读取冻结深度,依次完成5个测试点的测量。e）各测试深度代表的冻土值作为冻土标准值，读取冻土传感器的冻结深度作为冻土示值，用各测试点的冻土示值减去冻土标准值，得到各测试点的测量误差f）重复3次测量，计算各测试点的平均误差作为各测试点的测量误差，取各测试点绝对值最大的平均误差作为冻土测量准确度Og）冻土传感器完全冻结后，读取冻土传感器冻结上下限值作为测量范围.6. 5.2分辨力分辨力应按下列方法进行测试。a）冻土传感器全部冻结后，模拟冻土融化过程进行分辨力测试ob）冷冻测试箱的低温环境控制在一5节，将装有
17、外套管的冻土传感器水平拔出冷冻测试箱，用直尺从传感器OCm刻度线开始量取ICm进行第一个测试点的测试，待Iem冻结点融化后读取冻结深度，依次完成150个测试点的测量。c）第一个冻结测试点测量后，读取自动输出的冻结上限值记为。】。d）用直尺从传感器Oem刻度线开始量取2cm水平拔出冷冻测试箱，间隔Imin读取变化后的冻结层上限值，记为D2,依次完成冻土融化过程150个测试点的测量。e）若D2-D1-Icm,则该测试点的分辨力为“1cm”,否则该测试点的分辨力为“牛ICm。f）各测试点分辨力均为ICm时，将ICm作为冻土自动观测仪的分辨力，否则记分辨力为牛ICm。6.6环境适应性6.6.1环境条件
18、环境条件试验应按下列方法进行。a）低温试验，按GB/T2423.1-2008中5.2规定的方法进行低温测试，检查各项性能是否正常。试验参数应符合下列要求：1）试验温度：一48节士2节；2）有状态信息、冻结深度和冻结层次数据输出；3）持续时间：2h；4）温度变化速率：小于或等于1节min;5）恢复时间：8h。b）高温试验，按GB/T2423.22008中5.2规定的方法进行高温测试，检查各项性能是否正常。试验参数应符合下列要求：1 ）试验温度：58节士2节；2 ）有状态信息数据输出；3 ）持续时间：2h;4 ）温度变化速率：小于或等于1节min;5 ）恢复时间：8h。c）湿热试验，按GB/T24
19、23.4-2008规定的方法进行交变湿热测试，检查各项性能是否正常。试验参数应符合下列要求：1 ）高温温度为55节；2）有状态信息数据输出；3）试验周期:ld；4）恢复时间：2h。d）盐雾腐蚀按GB/T2423.17-2008中规定的方法进行。试验参数应符合下列要求：1 ）试验温度：35节2节；2 ）盐雾溶液浓度:5%0.1%；3 ）试验时间:48h.6. 6.2机械条件试验应按下列方法进行：a）振动试验，按GB/T4857.1020055.5的方法进行试验；b）跌落试验，按GB/T4857.51992中5.6的方法进行试验。7. 6.3电磁兼容性应按下列方法进行：a）静电放电抗扰度，按GB/
20、T17626.22018中接触放电试验等级2、空气放电试验等级3的方法进行；b）电快速瞬变脉冲群抗扰度，按GB/T17626.42018中直流电源端口试验等级2、控制和信号端口试验等级4的方法进行；c）浪涌（冲击）抗扰度，按GB/T17626.52019中试验等级2的方法进行；d）射频电磁场辐射抗扰度，按GB/T17626.62017中试验等级2的方法进行。8. 7时钟冻土自动观测仪连续运行3d后，以国家授时中心标准时间为准，检查时钟误差。9. 8电源10. 8.1直流电源用稳压电源代替蓄电池接入冻土自动观测仪，将稳压电源电压分别调节在9V、12V、15V并保持Imin,检查冻土自动观测仪工作
21、状态。11. 8.2交流电源按GB/T65872012中5.12.2的方法进行，试验电压的下限为187V,上限为242Vq12. 9绝缘电阻按GB6587.71986的3.1进行试验。6. 10抗电强度按GB6587.71986653.3进行试验。6. 11可靠性按GB/T114631989中4.2.2的方法进行。7检验规则7. 1检验分类检验分为下列两类：a）定型检验；b）出厂检验。7. 2检验项目见表2表2检验项目序号检验项目定型检验出厂检蛉技术要求章条号试验方法章条号1外观5.1.16.3.12外壳5.1.26.3.23支架5.1.36.3.34安全标志5.1.46.3.45采样和数据质
22、量控制5.2.16.4.16数据存储和传输5.2.26.4.26.4.37设备状态信息5.2.36.4.48远程控制5.2.46.4.59测量范围5.36.5.110准确度5.36.5.111分辨力5.36.5.212低温5.4.16.6.113局温O5.4.16.6.114交变湿热O5.4.16.6.115盐雾O5.4.16.6.116振动O5.4.26.6.217自由跌落O5.4.26.6.218电磁抗扰度（静电放电）O5.4.3.16.6.319电磁抗扰度（电快速瞬变脉冲群）O5.4.3.26.6.320浪涌（冲击）O5.4.3.36.6.321射频场感应的传导骚扰O5.4.3.46.6
23、.322时钟5.56.723电源.5.66.824绝缘电阻5.76.925抗电强度O5.86.1026可靠性C5.96.11注:表示应进行检验的项目；O表示需要时进行检验的项目；C表示客户指定时才进行检验的项目7. 3定型检验7. 3.1检验条件在下列情况下进行：a）新产品定型时；b）主要设计、材料、工艺及元器件等有重大变更，存在影响产品性能下降的风险时；c）停产1年以上再生产时；d）出厂检验结果与上次定型检验有较大差异时；e）国家质量技术监督机构提出或合同规定进行定型检验要求时。7. 3.2检验项目表2中规定的定型检验项目，包括项目1项目26。8. 3.3抽样方案定型检验的样品应从经出厂检验
24、合格的产品中随机抽取，一般数量为3台，少于3台时应全部检验O9. 3.4合格判定按照下列要求判定：a）有2台或2台以上不合格时，则判该批定型检验不合格；b）若有1台不合格时，则应加倍抽样进行不合格项目复检，其后仍有不合格时，则判该批定型检验不合格；C）全部检验合格，剔除样品中不合格产品后，该批定型检验应判为合格O7. 4出厂检验在下列要求进行：a）批量生产的设备，应逐台进行出厂检验；b）出厂检验应按表2的规定逐项进行；c）每台产品检验合格后，应出具产品检验合格证后方可出厂。8标志、包装、运输和贮存8. 1标志8. 1.1产品标志应在仪器箱体上通过铭牌方式标记，内容包括但不限于下列：a）制造厂商
25、名称；b）产品名称和型号；c）出厂编号；d）出厂日期。8. 1.2外包装箱标志应标识下列内容：a）产品名称、型号和数量；b）制造厂商名称；c）外包装箱编号；d）外形尺寸；e）毛重；f）/如。轻放向上怕湿堆码层数极限等标志符合GB/T191-2008的规定。8.2包装8.2.1包装箱应符合下列要求：a）经济、牢固；b）内有防潮湿、防振动措施；c）每个包装箱内都有装箱清单和随行文件。8.2.2外购件有原包装的，可用原包装。8.3运输包装后的产品无特殊要求时，应适应航空、公路、铁路和水路运输方式。8.4贮存包装好的产品贮存环境应符合下列要求：a）温度：一45节60节；b）相对湿度：小于80%;c）周
26、围无腐蚀性挥发物，无强电磁作用。9产品成套性产品成套性应包括但不限于下列：a）冻土自动观测仪（传感器、数据采集单元、夕浇、支架、电源、嘘线等）；b）使用说明书；c）检验报告；d）测试证书；e）合格证；f）保修单；g）装箱单。附录A（资料性）冻土分钟数据文件格式A.1基本参数行冻土分钟数据文件基本参数行的记录内容和格式见表A.1。表A.1基本参数行记录内容及格式序号参数项位长/B内容及说明1区站号6区站号，由6位组成，在5位区站号前加数字8形成6位区站号2年44位3月22位，位数不足，高位补04日22位，位数不足，高位补05经度8经度，按度分秒记录，度为3位，分秒各2位，最后一位EuW分别表示东
27、、西经6纬度7纬度,按度分秒记录，度分秒各为2位，最后一位SN分别表示南、北纬7观测场海拔高度5由5位数字组成,单位为,0.1mw,位数不足，高由卜08气压传感器海拔高度5由5位数字组成,单位为O.1mw,位数不足,高幽卜“0”9服务类型2OO代表国家基准气候站；01代表国家基本气象站；02代表国家气象观测站10设备标识位4冻土自动观测仪YSFS11设备ID3用于区分同一个区站号中同类设备，ID从OOO开始顺序编号12保留33用填充A.2观测数据冻土分钟数据文件观测要素数据组的记录格式见表A.2。表A.2观测要素数据组格式序号观测要素位长/B格式说明1时、分（1原时）4时、分各两位，位数不足，
28、高位!卜uon2分钟冻土第一层上限3由3糜字组成，单位Cm,高位补mOw3分钟冻土第一层下限3由3位数字组成，单位Cm,高位补04分钟冻土第二层上限3由3位S字组成，单位Cm,高位补05分钟冻土第二层下限3由3位数字组成，单位Cm,高位补06分钟冻土第三层上限3由3位SI字组成，单位Cm,高位补07分钟冻土第三层下限3由3位Sl字组成，单位Cm,高位补08分钟冻土第四层上限3由3彳谩字组成，单位Cm,高位补0表A.2观测要素数据组格式（续）序号观测要素位长/B格式说明9分钟冻土第四层下限3由3位数字组成，单位cm,高位补nOn10分钟冻土第五层上限3由3位数字组成，单位cm,高位补011分钟冻
29、土第五层下限3由3位数字组成，单位cm,高位补0”12分钟冻土第六层上限3由3位数字组成，单位cm,高位补nOn13分钟冻土第六层下限3由3位数字组成，单位cm,高位补nOn14分钟冻土第七层上限3由3位数字组成，单位cm,高位补015分钟冻土第七层下限3由3位数字组成，单位cm,高位补0”16分钟冻土第八层上限3由3位数字组成，单位cm,高位补O17分钟冻土第八层下限3由3位数字组成，单位cm,高位补018小时冻土最大冻结层对应上限3由3位数字组成，单位cm,高位补019小时冻土最大冻结层下限3由3位数字组成，单位Cm,高位补020小时冻土最大冻结层出现时间（时、分）4时、分各两位，位数不足
30、，高位补021数据质量控制标志19各冻结层上、下限及小时极值的质控码注:要素缺测，均应按约定的字长，每个字节位存入一个7字符；因无传感器或停用，则相应位置仍保持一字符.参考文献1 GB/T139782008数字多用表2 GB/T20001.102014标准编写规则第10部分：产品标准3 GB/T352212017地面气象观测规范总则GB/T352342017地面气象观测规范冻土5 QX42015气象台（站）防雷技术规范6 SJ/T113852008绝缘电阻测试仪通用规范7 中国气象局.中国气象局综合观测司关于印发冻土自动观测仪功能规格需求书的通知：气测函C2018170号z,2018年12月18日发布中华人民共和国气象行业标准冻土自动观测仪QX/T6912023*气象出版社出版发行北京市海淀区中关村南大街46号邮政编码：100081网址:http:/发行5:010-68408042北京建宏印刷有限公司印刷*开本：880mmX1230mm1/16印张：1.25字数：37.5千字2023年11月第1版2023年11月第1次印刷*书号:135029-6359定价：30.OO元如有印装差错由本社发行部调换版权专有侵权必究举报电话：(010)68406301
