水文自动测报系统 通用设备

1.范围

  本标准规定了水文自动测报系统通用设备的产品分类与组成、型号命名及技术要求、试验方法、检验规则以及包装、标志、运输、贮存等。

  本标准适用于各种水文自动测报系统通用设备(以下简称水文遥测设备)的研发、设计、生产、测试、使用及相关产品标准编制等。

2.规范性引用文件

  下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 9359-2001   水文仪器基本环境试验条件及方法

GB/T 13336       水文仪器系列型谱

GB/T 15966-1995  水文仪器基本参数及通用技术条件

GB/T 17626.5     电磁兼容 试验和测量技术  浪涌(冲击)抗扰度试验

GB/T 17626.8     电磁兼容 试验和测量技术  工频磁场抗扰度试验

GB/T 18185-2000  水文仪器可靠性技术要求

GB/T 18522.6     水文仪器通则 第6部分：检验规则及标志、包装、运输、贮存

GB/T 19677-2005  水文仪器术语及符号

GB/T 19704-2005  水文仪器显示与记录

GB/T 19705-2005  水文仪器信号与接口

GB/T 20204-2006  水利水文自动化系统设备检验测试通用技术规范

SL 61-2003       水文自动测报系统技术规范

SL／T 102-1995   水文自动测报系统设备基本技术条件     

SL 108-2006      水文仪器及水利水文自动化系统型号命名方法

3.术语

  GB/T 19677-2005确立的术语和定义适用于本标准。

4.分类与组成、型号命名

  4.1分类

水文遥测设备通常可分为以下几大类产品：

a) 水文遥测传感器：主要包括各种遥测雨量计、遥测水位计、遥测闸位计、遥测蒸发器等产品；

b) 遥测数据采集设备：主要包括各种遥测终端机（简称RTU，包括嵌入式RTU）、遥测数传仪、水文数据采集仪、信号自动采集器等产品；

c) 遥测数据中继设备：主要包括各种中继机及部分具有数据中继功能的终端机等产品；

d) 遥测数据接收/处理设备：主要包括各种水文遥测数据终端处理器、前置通信控制机、通信控制仪等产品。

其他均应符合GB/T 13336的规定。

  4.2型号命名

水文遥测设备的产品型号命名应符合SL 108-2006的规定。

5.技术要求

   5.1一般要求

  5.1.1水文遥测设备的产品设计、研制、生产应符合本标准及相关产品标准的规定。

  5.1.2水文遥测设备的产品所采用的采集、电源、通讯或智能模块等外购仪表、器件应符合其各自产品标准或技术条件的规定。

  5.2现场试用

  水文遥测设备的新产品须经过一个汛期或6个月的现场运行考核试验。试验前应明确各相关仪器、设备等考核指标、环境条件及考核时限等。

  5.3工作环境

  5.3.1水文遥测设备一般应能在以下环境条件下正常工作：

a）温度： -10℃～45℃；

b）湿度：不大于95％RH（40℃时）；

C）大气压：86kPa～106kPa 。

  5.3.2必要时，某些水文遥测设备也应能在一些北方或高原地带等特殊环境条件下正常工作：

a）温度： -20℃～55℃；

b）湿度：不大于98％RH（40℃时）；

C）大气压：86kPa～106kPa 。

  5.4基本结构

  5.4.1应采用能防潮、防盐雾、防尘及防虫等密封机箱式结构。

  5.4.2应满足便于安装、维护、操作、调试等内外结构要求。

  5.4.3机箱插头、插座的安装部位应采取密封措施，必要时应具有一定防护结构。

  5.4.4信号或电源接口可参照SL／T102—1995中有关规定。

   5.5基本性能

  5.5.1信源输入形式：

    a)数字量；

    b)开关量；   

    c)脉冲量；

    d)模拟量。

  5.5.2数据通讯方式：   

a) 有线数据通讯，包括各种水利通讯专线、公共通讯专线通讯等；

b) 无线数据通讯，包括各种短波、超短波、卫星、GPRS通讯专网或短信息、邮政电信公网无线通讯等；

  5.5.3 遥测参数接口：具有一定数量的雨量参数接口和(或)水位参数接口，需要时也可具有其它参数或人工置数等扩展接口。

  5.5.4 数据传输编码格式：可参照SL／T102中5.5.3的规定。

  5.5.5 实时时钟系统

  水文遥测设备一般应具有实时时钟（RTC），其RTC误差（精度）应小于等于6 s/d。

  5.5.6 数据存储

  水文遥测设备的数据采集设备一般应具备足够的数据存储能力，并可被本地或远程进行数据提取。

  5.5.7 设备功耗

  水文遥测设备的静态功耗和工作电流允许随具体产品的功能不同而异，但推荐以低功耗为优。对供电条件要求不苛刻的使用场合，产品功耗可不作为主要考核因素。

  5.5.8.1静态值守电流 (不含电台、计算机等外设)：

  a)  数据采集设备：

——自报式终端机 ≤2 mA ；

      ——查询/应答式终端机：≤ 8 mA 。

——兼容式终端机：≤ 8 mA。

b)       数据中继设备：  

——模拟式中继机：≤5 mA；  

——再生式中继机：≤20 mA。   

c)        数据接收/处理设备：

——智能型数据处理器：≤30 mA；

——单一功能型前置机：≤50 mA；

      ——查询/应答型前置机：≤70 mA。

  5.5.8.2工作电流(不含电台、计算机等外设)：

一般均应小于100 mA。

  5.5.9电压范围

  水文遥测设备应能在11.0V～14.2V范围内正常工作。其中，当电源电压超限时，设备应能自动启动自我保护或发出告警信号。

  5.5.10误码率及可靠性

  5.5.10.1误码率：Pe≤10^-4 。

  5.5.10.2可靠性指标

——数据采集设备：MTBF≥16000 h；

——数据中继设备：MTBF≥10000 h；

——数据接收/处理设备：MTBF≥16000 h。

  5.5.11机械结构性能

a) 水文遥测设备的产品结构应简单，便于安装调试、维修及更换；其控制、调节等常动单元应便于灵活地进行操作；

b) 水文遥测设备的机箱应具有足够的机械强度及刚度，并能有效地进行防潮、防尘；

c) 水文遥测设备的其他机械性能，应能满足GB/T 18522.4-2002的规定要求。

  5.5.12防雷及抗干扰要求

  水文遥测设备各单元产品一般应具有良好的绝缘、屏蔽等基本防护措施，此外还应具有较强的防感应雷击及抗电磁干扰能力。

  5.5.13机械环境适应性 

    水文遥测设备的各单元产品应能承受GB9359规定的振动及自由跌落等机械敏感性试验。

  5.5.14整机及外观要求

    a) 产品面板及机箱表面应光滑平整、无加工缺陷；

    b) 产品电路板上应无“飞”线及元器件引脚焊接不规范等；

    c) 产品表面涂敷层、镀层应色泽均匀，无脱层、氧化起泡等缺陷；

    d) 产品机箱内的密封条安装应正确、平整、无歪斜、翘曲等影响密封性能的缺陷；

    e) 产品机箱及面板上标志应完整、美观，整机内外无明显影响使用的缺陷存在。

5.6基本功能

  5.6.1数据采集设备

  5.6.1.1自报式终端机  

a) 当被测参数值发生增减变化(可设定变化范围)或达到设定时间间隔时，自动采集、存贮和发送水文参数或数据；

b）当被测水文参数无变化时，能每天至少应能发送二次所存数据；

c）应具有站号、站址编码、通信模式及测站工作参数等相关参数的人工设定功能；

d）应具有现场实时显示所测数据及测站工作参数功能；

e）应具有超时发送时强迫掉电的功能；

f）应具有发送人工置数的功能或具有人工置数接口；

g）应具有自检及自诊断功能，以及具有低压报警，错误指示等功能；

h）应具有较强的抗干扰能力；

i）应具有一定的可扩充性，如多种接口，可连接多种监测设备；必要时也可增加水位、闸位、水质或土壤水分（在线监测）等扩展接口。

  5.6.1.2查询/应答式终端机

a) 具有5.6.1.1规定的全部功能；

b）当有召测指令时，终端机应能自动完成数据发送。

  5.6.1.3兼容式终端机

a) 应具有自报式和查询一应答式终端机的全部功能。

b）通过改变设置，可使终端机自动工作在自报或兼容方式上。

  5.6.2数据中继设备

  5.6.2.1模拟式中继机

    a) 实时转发数据信号；

    b) 具有超时发送时强迫掉电的功能；

    c) 可通过音频输入接口与遥测终端机相接；

    d) 具有主备份机时可自动进行切换；

    e) 需要时可进行勤务通话；

    f) 需要时可实现电源告警功能。   

  5.6.2.2再生式中继机

 a) 对于码元再生式中继机，同5.6.1.1条功能；

 b) 对于存贮再生式中继机，则：

    1）采用抗干扰编码时，应能对接收到的数据进行检错、纠错、编码重发；

    2）能判别站址；  

    3) 能超时强迫关机；   

    4) 需要时可进行勤务通话；

    5) 必要时，通过增加相应电路，可在中心站控制下进行主备份切换；

    6) 可带1～2个水文遥测参数。

  5.6.3数据接收/处理设备

  5.6.3.1遥测数据终端处理器/单一功能型前置机

a) 具有数据存贮、键盘输入、时间、数据、状态等显示功能，能通过信道接收各遥测站发送的自报数据、人工置入数据信号，具有RS-232C标准接口及USB接口。同时，还应具有与主计算机进行双向通信、数据处理的功能。

b) 具有电源信号、接收信号和通信信号指示灯，显示仪器工作状态，当参数超限时，能立即发出告警。

c) 当中心站与数据接收装置异地时，能通过信道把接收装置与智能数据处理器或前置机联系起来，完成数据接收/处理单元所有功能。

  5.6.3.2查询一应答型前置机

a) 具有普通型前置机所有功能。

b) 配合计算机，能向下属查询应答式遥测站发出呼叫信号和音响。

  5.7其他

  5.7.1水文遥测设备的显示与记录性能，应满足GB/T 19704-2005的规定。

  5.7.2 水文遥测设备的输入/输出信号端，应具有防潮、防尘等防护措施。

  5.7.3 水文遥测设备的各项功能，允许并推荐尽可能采用软件方式来实现。

6. 试验条件及方法

  6.1试验条件

  6.1.1主要试验设备

    a)  雨量传感器及雨量滴定试验装置；

    b)  水位传感器或闸位传感器；

    c)  高低温湿热试验箱；

    d)  通讯装置及天馈、信号、电源线等；  

    e )  调制解调器及调压器；

    f )  误码测试仪及双踪示波器；

    g)  带通滤波器及加法器、衰减器；

    h)  白噪声发生器及频率计等。  

    I )  真空毫伏计及万用电表；

    J )  交/直流稳压器及直流电源；

    k)  兆欧表及终端机；

    l )  前置通信控制机等；

  6.1.2试验要求

a)  采用经检定或校准合格的计量器具、仪表及测试装置或设备。

b)  试验开始前允许对受检产品进行常规测试，试验过程中一般不允许再行人工调整。

c)  其它要求按GB/ T9359-2001的规定。

  6.2试验方法

  6.2.1基本环境

水文遥测设备各单元产品的温度、湿度试验方法按GB/T 9359-2001的规定执行，结果应符合5.3的要求。

  6.2.2基本结构

通过目测及手检，结果应符合5.4的要求。

  6.2.3实时时钟

测试水文遥测设备各单元产品的实时时钟（RTC）精度，结果应符合5.5.6的要求。

  6.2.4数据存储

必要时，测试数据采集单元的数据存储能力，结果应符合5.5.7的要求。

  6.2.5设备功耗

  使水文遥测设备各单元产品在规定电压条件并处于静态值守状态下，用数字万用表串接在受检设备的电源输入端，测量其静态电流，然后使受检设备处于工作状态下，测量其工作电流，结果应符合5.5.8的要求。

  6.2.4 电源拉偏

  用直流或交流调压器，将工作状态下的受检设备的工作电压调整到最大允许偏差值，此时对受检仪器进行功能检测，结果应符合5.5.9的要求。

  6.2.5可靠性

  必要时，水文遥测设备各单元产品的可靠性试验方法可根据GB 18185-2000的要求进行。

 6.2.6 绝缘电阻

  用兆欧表对非工作状态下的设备进行试验，测试设备的电源输入端和外壳接地端，以及设备的不接地直流回路和外壳接地端的绝缘电阻值，结果应符合5.5.12的要求。

  6.2.7抗电磁干扰

  用电磁抗扰度试验设备，对工作状态下的受检仪器，按GB/T 17626.8的规定，进行电磁抗扰度试验，结果应符合5.5.12的要求。

  6.2.8抗雷击浪涌（冲击）

  用雷击浪涌（冲击）抗扰度试验设备，对工作状态下的受检仪器，按GB/T 17626.5的规定，进行雷击浪涌（冲击）抗扰度试验，结果应符合5.5.12的要求。

  6.2.9机械环境适应性

  水文遥测设备各单元产品的振动、自由跌落试验，按GB/T 9359-2001规定的方法进行，结果应符合5.5.13的要求。

  6.2.10整机及外观

  通过目测及手检，结果应符合5.5.12的要求。

  6.2.11基本功能

  6.2.11.1数据采集

    a) 随机自报

通过雨量、水位试验装置使传感器生产信号量的输出，终端机按不同信号速率采集水文参数100个发送中心站，接收及打印结果应与传感器、终端机记录数据一致，格式应正确；

b）定时自报

终端机按规定时序定时向中心站发送水文数据，中心站接收打印，并检查定时自报的次数及时间，应符合设计要求，时间间隔误差不大于±10％，试验时间为48h；

c）超时强迫掉电

按参数显示键，显示预定时间后，硬件电路强迫关断受控电源，终端机应回到值守状态；

d）人工置数

通过终端机发送10次以上人工置数至中心站（或由中心站召测），打印数据格式及特征值应正确；

e）召测应答

中心站随机发出10次召测查询命令，应答式终端机应能随时响应，实时采集水文参数并自动发送中心站，接收端检查召测次数及响应时间以及接收打印的数据、格式应正确无误；

d）自检自诊断

终端机应具备工作状态自检和自诊断功能，自检内容至少包括电源电压及各个数据采集的信号输入接口状态。

  6.2.11.2数据中继

    a) 随机转发数据

遥测终端机发数，中继机进行实时转发，模拟中心站应能正确接收，发数300～1000次，正确接收率应大于99％；

b）超时强迫掉电

用遥测终端机或前置通信控制机打开中继，通信装置应能立即处于转射（发射）状态，当延时时间到时，中继机通信装置应能转为接收状态（自动关机，此时终端机通信装置停止发射）；当终端机再次发数时，中继机应能迅速正常转发数据。反复试验10次；

c）有线输入输出

用电缆线将中继机的输入输出接口与终端机的输出接口相连（终端机不带通信装置），终端机发数时，中继机应能将该数据转发模拟中心站，并由其检查转发数据的正确性。反复试验10次；

d）纠检错编码重发

采用纠错编码时，应能与模拟中心站及测站进行通话，话音应清晰；

e）站址判别

将遥测终端机的站址号设置与中继机地址上，下限以外，终端机发数时，中继机应能自动识别并不予转发：

f）主备份切换

当中继机具有切换功能要求时，一旦模拟中心站发出切换指令，中继机应能立即响应进行主备份设备的自动切换。反复试验10次；中继机具有自动切换功能时，人为关掉工作机，中继站应能自动倒换到备份机工作。反复试验10次；

g）遥测发数

根据所带传感器，使参数变化一个计量单位，中继机应能直接发数，模拟中心站接收并检查其发送数据应准确无误，发数10次。

  6.2.11.3数据接收/处理

a) 数据接收

通过遥测终端机至少发送数据100次，前置机接收、解调、处理、打印，其结果应与传感器、遥测终端机记录数据一致，格式应正确；

b）双机通信

按系统要求联接主机及前置机，双机通信20次，主机与前置机双向通信应正常；

c）操作功能

按规定的方法，前置机应能完成水文遥测数据的存贮、键盘输入、数据状态及时间显示等基本操作功能；

d）查询/应答

随机或定时发出20次查询命令，在查询/应答式终端机响应后，前置机应能正确解调查询。应答式终端机响应后发回的水文数据，在计算机上检查查询次数和响应时间以及接收打印的数据，格式应正确无误；

e）数据处理

必要时，遥测数据终端处理器/普通型前置机应能代替中心站进行有关水文遥测数据的简单计算和预处理。

  6.2.12其他

水文遥测设备各单元产品的其他试验项目及方法，一般可根据具体产品的技术标准进行。

7.检验规则

  7.1出厂检验

  7.1.1水文遥测设备各单元产品在装配调试完成后，应由生产单位的质检部门逐台进行出厂检验。

  7.1.2每台产品检验合格并附有合格证后，方可出厂。

  7.2型式检验

  7.2.1产品在下列情况下，应进行型式检验：

a） 新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；

b） 定型产品在结构、工艺或使用的材料作较大改变，可能影响产品性能时；

c） 产品长期停产后，恢复生产时；

d） 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；

e） 正常生产时，定期或累计一定产量后，应周期性进行一次检查；

f） 国家质量监督机构提出进行型式检验的要求。

  7.2.2产品的型式检验，应由产品制造厂的质量检验部门或国家授权的产品质量检验机构按本标准的规定进行。

  7.2.3型式检验所抽检的产品，应从出厂检验后的合格品中随机抽取三台进行。

  7.2.4在型式检验中，有两台产品不合格时，则判该批不合格；有一台产品不合格时，应加倍抽检；其后仍有不合格品时，则判该批不合格。对于该批不合格品，应分析原因并采取措施，返修后仍应按型式检验的要求重新抽检。

8.标志、使用说明书

  8.1 标志

水文遥测设备的每台产品均应有产品铭牌标志，标志的形状与尺寸应符合GB 9359.8的规定。

  8.1.1产品标志的内容

产品标志的内容应包括：

a） 制造厂名；

b） 产品名称；

c） 产品型号；

d） 重量；

e） 产品编号；

f） 制造日期。

  8.1.2包装产品标志

在产品的包装箱的适当位置, 应标有显著、牢固的包装标志,内容包括:

a）  仪器型号及名称；

b）  仪器数量；

c）  箱体尺寸（mm）；

d）  净重或毛重（kg）；

e）  运输作业安全标志；

f）  到站（港）及收货单位；

g）  发站（港）及发货单位。

  8.1.3产品的包装储运图示和收发货标志，应根据产品的特点按照有关标准规定选用。

  8.2使用说明书

  产品的使用说明书应满足GB 9969.1 的规定。

9. 包装、运输、贮存

  9.1 包装

  9.1.1产品的全套附件、配件应齐全，易损件要有充足备件。

  9.1.2包装要求

     a) 包装箱应牢固可靠，不致因包装不善而引起产品损坏、结构松动、散失等；

     b) 包装箱应有措施保证产品在运输或携带使用途中不发生窜动、碰撞、摩擦；

     c) 包装箱应用防震、防潮、防尘等防护措施，应按GB/T 18522.6中的有关规定。

  9.1.3包装随机文件应包括下列各项：

a） 产品合格证；

b） 产品说明书；

c） 装箱单；

d） 随机备附件清单；

e） 安装图或必要的原理图及电路接线图；

f） 其他有关的技术资料。

  9.2 运输

  产品在包装条件下，允许用任何交通工具运输。

  9.3 贮存

  a) 产品可贮存在环境温度为-40°C~+60°C、相对湿度小于90%的室内；

  b）产品贮存场地周围不得有腐蚀性物质或有机溶剂。