1. о kipp &amp

Спектрофотометр Брюера
версии MK III
ДЛЯ ВЫСОКОТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ УФ И КОНЦЕНТАЦИЙ ОЗОНА
Автоматическое измерение общего содержания Озона и Диоксида серы
Эталонные измерения спектра Ультрафиолетового излучения и расчет
UVA, UVB, UVE и UV Индекса
Техническое описание
Версия: 1.3
Дата:
18
Апреля
2013
Уведомление об интеллектуальной собственности
Этот документ представлен на доверительной основе, и содержит конфиденциальную информацию.
Документ не может быть включен в другие документы, быть переданным третьим лицам, или использован
для производственных целей, или любых других целей без предварительного письменного разрешения Kipp
& Zonen BV
COPYRIGHT© 2013 KIPP & ZONEN
Все права защищены. Никакая часть данной публикации не может быть воспроизведена, сохранена в
информационно-поисковой системе или передана в любой форме и любыми средствами, без разрешения Kipp
& Zonen.
Kipp & Zonen оставляет за собой право вносить изменения в данное техническое описание, руководства,
брошюры, спецификации и другую документацию на изделия без предварительного уведомления.
Качество продукции
Kipp & Zonen B.V. – компания сертифицирована по стандарту ISO 9001:2010.
Гарантия
Продукты Kipp & Zonen имеют 2-х летнюю всемирную гарантию, вступающую в силу с даты выставления
счета, за исключением расходных материалов, которые имеют ограниченный срок службы. Срок действия
заводской калибровки, как правило, один года с даты первого использования прибора.
Документация по продукции Kipp & Zonen
На сайте www.kippzonen.com в формате pdf размещены и открыты к скачиванию брошюры, памятки,
инструкций и дополнительная информация по всей продукции Kipp & Zonen.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 2 и з 33
18 А п р е л я 2013
Оглавление
1.
О KIPP & ZONEN
5
1.1.
Начало отсчета
5
1.2.
1830 год
5
1.3.
Взгляд в будущее
5
1.4.
Потенциал развития
5
2.
БРЮЕР СПЕКТРОМЕТЕР. ОБЗОР
7
2.1.
Введение
7
2.2.
История создания спектрофотометра Брюера
7
2.3.
Производство спектрофотометров Брюера в Делфте
9
2.4.
Особенности Спектрофотометра Брюера версии MkIII
10
2.5.
Стандартный комплект поставки Брюера версии MkIII
10
2.6.
Стандартный комплект запасных частей
11
2.7.
Дополнительные принадлежности для Брюера версии MK III
11
2.8.
Брюер MkIII номера для заказа
12
2.9.
Как работает спектрофотометр Брюера
12
2.10.
Использование спектрофотометров Брюера
15
2.11.
Брюер служба Kipp & Zonen
16
2.12.
Группа пользователей Брюера
17
2.13.
Семинары
17
2.14.
Сопоставление данных
17
2.15.
Мировая сеть спектрофотометров Брюера
18
2.16.
Покупка спектрофотометра Брюера
18
2.17.
Доставка
19
2.18.
Срок поставки
19
2.19.
Поддержка измерений Kipp & Zonen
20
2.20.
Список документов
20
3. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РУКОВОДСТВО ПО УСТАНОВКЕ22
3.1.
Технические характеристики Брюера.
22
3.2.
Требования к электропитанию
23
3.3.
Выбор места установки
23
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 3 и з 33
18 А п р е л я 2013
3.3.1.
Требование к незатененности прибора
24
3.3.2.
Требования к поверхности для монтажа
24
3.3.3.
Расстояние между управляющим компьютером и Брюером
24
3.3.4.
Высота установки над уровнем моря
24
3.3.5.
Грозозащита
25
3.3.6.
4.
Требования к персональному компьютеру и ПО на нем
ПОДДЕРЖКА ИЗМЕРЕНИЙ KIPP & ZONEN
25
27
4.1.
Управление проектом
27
4.2.
Заводские приемочные испытания (FAT)
27
4.3.
Установка
28
4.4.
Ввод в эксплуатацию
28
4.5.
Приемочные испытания (SAT)
28
4.6.
Рекалибровка
29
5.
ОБУЧЕНИЕ
31
5.1.
Обзор
31
5.2.
Спектрофотометр Брюера
31
5.3.
Управляющий персональный компьютер
32
5.4.
Управляющее программное обеспечение.
32
6.
ДОКУМЕНТЫ
33
6.1.
Отчет о финальной проверке прибора
33
6.2.
Руководство по эксплуатации
33
6.3.
Руководство по обслуживанию
33
6.4.
Руководство по подготовке измерительной площадки
33
6.5.
Руководство по приемке Брюера после транспортировки
33
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 4 и з 33
18 А п р е л я 2013
1. О KIPP & ZONEN
1.1. Начало отсчета
История компании Kipp & Zonen началась в 1830 году, когда голландский фармацевт Питер Яков Кипп
купил фармацевтический магазин в старом центре города Делфт. Вскоре после этого, начав производить
измерительные инструменты, он стал важным советником в голландской Королевской академии (ныне
Технологический университет города Делфта).
1.2. 1830 год
В 1844 году Питером был разработан уникальный газогенератора с равномерным потоком газа, который
успешно использовался в лабораториях по всему миру. Этот "Кипп Генератор" по-прежнему является
иконой в мире химии и сегодня является частью логотипа компании. В 1866 году два сына Питера Якова
продолжили бизнес отца под названием Kipp & Zonen ('Sons').
К 1927 году обширный каталог научных инструментов включал в себя - лабораторную посуду и
гальванометры, электронные самописцы и аналитические приборы, телефоны, и первый "Solarimeters (ныне
известный как "пиранометр'). Компания по-прежнему находится в Делфте, в настоящее время располагается
в технологическом парке Делфта недалеко от университета, и находится в частной собственности.
На сегодняшний день Kipp & Zonen сосредоточен на проектировании, производстве и маркетинге. Является
лидером в классе качественных инструментов для измерения солнечной радиации и свойств атмосферы.
Главные рынки сбыта это - метеорология и климатология, солнечная энергетика, охрана здоровья и
окружающей среды, сельское хозяйство и гидрология, а также промышленное применение. Для оказания
поддержки клиентам по всему миру у Kipp & Zonen открыл офисы во Франции, Сингапуре и США, также
есть развитая сеть дистрибьюторов в более чем 40 странах.
1.3. Взгляд в будущее
За последнее столетие климат Земли значительно изменился, как в глобальном, так и в региональном
масштабах и продолжает изменяться. Изменение климата представляет собой серьезную угрозу для
экосистем, производства продуктов питания, водных ресурсов и нашего образа жизни. Результат изменения
климата - погода становится все менее предсказуемой и все более экстремальной.
Точные долгосрочные измерения радиации и свойств атмосферы имеют основополагающее значение для
понимания климатической системы Земли и улучшают модели для прогноза погоды и климата.
1.4. Потенциал развития
Компания Kipp & Zonen является ведущим специалистом в области измерения солнечной радиации и
характеристик атмосферы. Компания широко известна своим опытом, качеством продукции и сервисом.
Компания поддерживает важные исследования и разработки и имеет тесные связи с мировым научным
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 5 и з 33
18 А п р е л я 2013
сообществом и международными организациями, такими как Всемирная Метеорологическая Организация
(WMO).
Kipp & Zonen принимает участие в лабораторных исследованиях и натурных измерениях, участвует в
создании международных стандартов и является членом-основателем Ассоциации гидрометеорологического
оборудования (HMEI). Технические возможности в Делфте полностью удовлетворяют потребности для
исследований,
разработки,
написания
программного
обеспечение,
производства
и
тестирования
оборудования, и решения комплексных задач для конкретных заказчиков.
Высокое качество поддержки клиентов имеет важное значение в бизнесе-схеме развития. Она включает в
себя обеспечение запасными частями, ремонт, обслуживание и калибровку приборов. Kipp & Zonen
проводит экспертные консультации и оказывает помощь в выборе наиболее подходящего оборудования для
предполагаемых задач. В случае более сложных продуктов Kipp & Zonen производит выезд на место для
монтажа и ввода в эксплуатацию, а так же для обучения персонала заказчика.
Kipp & Zonen производит самый широкий ассортимент доступных радиометров для измерения солнечного
излучения и излучения неба. Инструментальный набор приборов охватывает весь спектр излучения от
ультрафиолета (УФ) до дальнего инфракрасного излучения (FIR), включает так же и широкодиапазонные
балансомеры. Другим важным продуктом являются высокоточные системы слежения за Солнцем. Так же
очень широк выбор аксессуаров, интерфейсов и решений для регистрации данных. Приборы полностью
соответствуют рекомендациям Всемирной Метеорологической Организацией (WMO) и требованиям ISO,
где это необходимо.
Эксперты Kipp & Zonen, в рамках стратегического партнерства и в тесном сотрудничестве с мировым
научным
сообществом,
разрабатывают
высококлассные
решения
для
измерения
атмосферных
характеристик, таких как концентрация стратосферного озона, спектра УФ излучения, концентрация
аэрозолей, измерение тепловых потоков, интенсивности испарения влаги и наземной проверки спутниковых
данных. В результате сотрудничества были созданы такие приборы для изучения атмосферы как –
спектрофотометр Брюера, сцинтиллометр большой апертуры, радиометры измерения излучения неба, и
спектрофотометр солнечного излучения.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 6 и з 33
18 А п р е л я 2013
2. БРЮЕР СПЕКТРОМЕТЕР. ОБЗОР
2.1. Введение
Одной из основных проблем для многих частей света является достижение поверхности Земли
ультрафиолетовым излучением (УФ), отельная часть которого является вредным для человека. "Озоновые
дыры" - районы с разрушенным озоновым слоем в стратосфере - не ограничиваются только Северным и
Южным полюсами. Они являются хорошими индикаторами общего состояния здоровья атмосферы, и
уменьшение озонового слоя означает, что больше вредного УФ достигает поверхности Земли.
Для точного измерения стратосферного озона и солнечной УФ радиации, требуются сложные инструменты.
Спектрофотометр Брюера является уникальным, разработанный специально для высокоточной работы в
автоматическом режиме в течение длительных периодов времени, и в любых климатических условиях от
тропиков до Антарктиды.
Спектрофотометр Брюера был разработан Министерством Охраны Окружающей Среды Канады (EC), и
производиться по ее лицензии на площадях Kipp & Zonen, расположенных в Нидерландах.
Министерство Охраны Окружающей Среды Канады утверждает: «Спектрофотометр озона Brewer Mark III
рекомендуется Министерством Охраны Окружающей Среды Канады (ЕС) как наилучший прибор из
семейства спектрофотометров Брюера для измерения концентрации озона в спектра ультрафиолетового
излучения."
По этой причине, а также из-за значительно улучшить спектрального измерения УФ - излучения,
(применение двойного монохроматора) Брюера MkIII единственная в настоящее время модель, находящаяся
в производстве.
2.2. История создания спектрофотометра Брюера
Гордон Миллер Боорн Добсон (1889 - 1976) британский ученый, который посвятил большую часть своей
жизни, исследованию атмосферного озона, работая в Оксфордском университете. Результаты его работ
имели большое научное значение и привели к пониманию структуры и циркуляции стратосферы.
Для измерения озона в стратосфере он разработал спектрограф, используя Солнца в качестве источника
света и фотопластинки для регистрации излучения. В 1924 году он продемонстрировал сезонные колебания
озона, максимумом весной и минимумом осень, а также тесную взаимосвязь между концентрацией озона и
метеорологическими условиями в верхней тропосфере и нижней стратосфере.
К концу 1927 года по всему миру работало уже несколько спектрографов. Однако неудобство работы с
фототехникой привело к проектированию и постройке фотоэлектрического спектрофотометра Добсона,
который позволял непосредственно измерять относительную интенсивность для двух длин волн. Разработка
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 7 и з 33
18 А п р е л я 2013
была завершена в 1927 или 1928 году. И инструмент под № 1 находится в Лондонском музее науки, а
последний инструменты были сделаны в 80-х годах прошлого столетия.
С созданием Международной комиссии озона в 1948 году исследования озона стали проводиться
организованно. Единица Добсона (DU) является измерительной величиной для общего содержания озона в
атмосфере.
Доктор Алан Вест Брюер (1915 - 2007) британо-канадский физик, работавший с профессором Добсоном в
Оксфорде с 1948 году. В 1950 году Добсон вышел на пенсию и Брюер в 1962 году переехал в Университет
Торонто.
Основная проблема спектрофотометр Добсона - это ручное управление, так же прибор очень тяжел и
громоздок и измеряет только концентрацию озона. Для решения этих проблем доктор Брюер и доктор Дэвид
Уордл, тогда являвшийся преподавателем в Университете Торонто, начали разрабатывать новый
автоматизированный прибор для измерения озона. Доктор Брюер вышел на пенсию только в 1977 году.
Позднее Дэвид Уордл переехал в Канаду и начал работать в Министерстве Защиты Окружающей Среды с
докторами Том МакЭлрой и Джеймсом Керр. Втроем они и разработали озоновый спектрофотометр Брюера
для измерения не только общего содержание озона, но и концентрации диоксида серы (SO2) и
ультрафиолетового (УФ) излучения. Их оригинальный инструмент (Спектрофотометр Брюера версии №I
(Brewer Mk.I)) был запатентован Министерством Защиты Окружающей Среды, которая до сих пор владеет
правом интеллектуальной собственности на этот прибор.
Брюер представляет собой автоматический спектрометр на дифракционной решетке, который обеспечивает
практически одновременное наблюдение солнечного излучения, в шести длинах волн ближнего
ультрафиолета. Эти данные используются для расчета концентрации озона и SO2 и аэрозольной оптической
толщины. Толщина озонового слоя определяется путем сравнения интенсивности солнечного излучения на
различных длинах волн в ультрафиолетовом диапазоне, которые испытывают различную степень
поглощения озоном при прохождении через атмосферу.
Прибор также измеряет спектр УФ-излучения, достигнувшего Земли. Спектрофотометр Брюера остается
единственным измерительным спектрофотометром озона, который может непрерывно работать на открытом
воздухе и обеспечивать автоматическое наблюдение за озоном, УФ-излучением, SO2 и аэрозолем.
В 1981 году, SCITEC Instruments из Саскатуна, Канада, выпустили первые спектрофотометры Брюера,
(Брюер версии №II (Brewe MkII). В дополнение к измерению спектра излучения поступающего от Солнца
позже были добавлены кварцевый купол и диффузор для измерения рассеянного УФ излучения
поступающего от неба.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 8 и з 33
18 А п р е л я 2013
В 1986 году был представлен Брюер версии MkIV. Эта версия прибора давала возможность измерения
двуокиси азота (NO2) в атмосфере, вместо SO2. В 1990 году в Брюере версии MkIV был расширен
измеряемый диапазон длин волн для измерения как SO2 так и NO2, которые представляли особый интерес в
период озабоченность по поводу влияния "кислотных дождей" на леса и биосферу в целом. Однако
измеренный NO2 в видимой части спектра это в некоторой степени результат взаимодействия озона и УФизлучения.
В 1988 году спектрофотометр Брюера был утвержден Всемирной Метеорологической Организацией (WMO)
и Всемирной Службой Наблюдения за Атмосферой (GAW) как стандартный прибор для измерения
стратосферного озона а эталонный Брюер 'Триада' был установлен Министерством Защиты Окружающей
Среды Канады в Торонто возле Всемирного Центра Данных по Измерению Озона и УФ (WOUDC) .
Брюер версии MkIII ранее был в стадии разработки и был окончательно представлен только в 1992 году.
Спектрофотометр состоит из двух последовательных монохроматор для значительно улучшения
регистрации УФ – излучения и измерений УФ в диапазонах UVA, UVB, UVE, расчета УФ-индекса, O3, SO2
и аэрозольной оптической толщины.
Начиная с 1995 года, Агентство по Охране Окружающей Среды США (US EPA) создало сеть из 22
спектрофотометров Брюера версии Mk IV, в первую очередь для мониторинга кислотных дождей.
В 1996 году был создан один Брюер «Red» версии MkV для антарктической базы Эврика. Этот прибор
измерял концентрацию озона, используя инфракрасный спектр и Луну в качестве источника света. Это
необходимо для условий высоких широт, где Солнце часто находиться низко над горизонтом или стоит
полярная ночь.
2.3. Производство спектрофотометров Брюера в Делфте
В 2004 году SCITEC Instruments из Саскатуна вошла в состав
Kipp & Zonen Inc. и производство
спектрофотометров Брюера было переведено в Делфте. Было решено производить Брюеры только версии
MkIII из-за высокого спроса на высокоточные измерения ультрафиолета.
К концу 2012 года более 210 Брюеров всех типов было произведено и большинство из них все еще
находятся в эксплуатации. Приборы установлены в более чем 40 странах по всему миру, от тропиков до
Арктики и Антарктики. Около 80 станций регулярно передают данные во Всемирный Центр Данных по
Измерению Озона и УФ (WOUDC) .
В последние годы WMO признало Европейским Региональным Центром Калибровки спектрофоометр
Брюера (RBCC-E) обсерваторию Izaña на Тенерифе. Этот центр имеет три Брюера версии MkIII
изготовленных в Делфте.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 9 и з 33
18 А п р е л я 2013
В настоящее время Брюер выпускается только в версии MkIII, так как является единственным одобренным
WMO прибором для измерения общей концентрации озона.
Kipp & Zonen предоставляет полный спектр услуг по калибровке, ремонту и доставке запасных частей, а
также консультационную поддержку всех версий спектрофотометров Брюера.
2.4. Особенности Спектрофотометра Брюера версии MkIII
Брюер имеют уникальный дизайн спектрофотометра, который самокомпенсирует тепловое расширение
деталей в связи с изменением температуры. Это означает, что прибор может быть использован в полевых
условиях без необходимости в сложной стабилизации температуры. В приборе встроены лампы для
калибровки и проверки чувствительности.
Брюер "double" версии MkIII использует два спектрометра и благодаря лучшему отсеиванию рассеянного
светового излучения повышается точность измерения ультрафиолетового излучения. Это дает версии MkIII
значительное преимущество над одиночным спектрометрами в версиях MkII и MkIV Брюера, которые
больше не производятся. Прибор также имеет преимущество в условиях низкого Солнца над горизонтом
(большие зенитные углы), что является очень важным для полярных широт.
Спектрофотометр устанавливается на специальную азимутальную систему слежения, закрепленную на
массивной треноге, и производит измерения прямой солнечной радиации в спектре определенных длин волн
для расчета общего содержания озона и диоксида серы в атмосфере. Прибор также имеет возможность
делать измерения спектра УФ излучения с высоким разрешением как прямой, так и суммарной солнечной
радиации.
Программное обеспечение позволяет точно рассчитать UVA, UVB UVE (Эритемное) излучение и УФиндекс (UFI). Брюер должен быть подключен к компьютеру, где установлена и запущена управляющая
программа выполнения измерений и хранения данных. Компьютер не входит в комплект поставки прибора.
Обычно компьютер предоставляется покупающей стороной
Спектрофотометр имеет встроенную систему охлаждения для равномерного распределения температуры
внутри корпуса и обогреватель, который включается при низких температурах, чтобы избежать обледенения
и слишком большой нагрузки на двигатель системы слежения.
2.5. Стандартный комплект поставки Брюера версии MkIII
Спектрофотометр Брюер доступен в двух версиях внешнего питания: для 115 и 220 Вольт переменного тока.
Поставка каждой из версий состоит из:

Спектрофотометра

Системы слежения за азимутальным углом

Массивная тренога для установки системы
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 10 и з 33
18 А п р е л я 2013

Коммуникационные кабели

Кабель питания

Кабель с RS-422 интерфейсом

Гальванически изолированный конвертер RS-422 в RS-232 с блоком питания

Стандартный набор запасных запчастей

GW-BASIC управляющее программное обеспечение
2.6. Стандартный комплект запасных частей
Брюер поставляется со стандартным набором запасных частей, состоящий из:
Наименование
Количество
Полоска-индикатор осушителя влажности
2
Осушители, 4 единицы в водостойких паропроницаемых пакетах
3
Винт 10-32 x 5/8" HSC нержавеющая сталь
4
Интегральная схема с двухрядным расположением выводов для RS485
2
Предохранитель, 5A, 250V, быстродействующий
2
Предохранитель, 1A, 250V, быстродействующий, 5 x 20 mm
2
Предохранитель, 2A, 25OV, быстродействующий, 5 x 20 mm
2
Предохранитель, 4A, 125V, инерционный, 5 x 20 mm
2
Предохранитель, 2A, 25OV, инерционный, 5 x 20 mm
2
Ключ для установки и снятия D-разъемов
1
Шестигранник торцевой на .035"
1
Шестигранник с шариковым окончанием
1
Стандартная лампа на 20 Вт, галогенная вольфрамовая
2
Лампа ртутная
2
Картридж для осушителя для базового корпуса
1
2.7. Дополнительные принадлежности для Брюера версии MKIII
Приведенные ниже принадлежности доступны за отдельную плату
Набор для проверки диапазона UVB - дополнительный набор ламп для УФ-калибровки, в диапазоне UVB,
рекомендованный для проверки регистрируемого сигнала в этом диапазоне (не требуется при измерении
концентрации озона и диоксида серы). Это важно при измерениях потока излучения в Вт/м2 для диапазона
UVA, UVB и UVE. Не является утвержденным стандартом для калибровки.
Набор включает в себя 5 галогенно-вольфрамовых ламп по 50 Вт каждая, в индивидуальных металлических
корпусах. Лампы откалиброваны, имеют индивидуальные номера и калибровочные сертификаты. В
комплект также входит стабилизированный источник питания с вольтметром, имеющий широкий диапазон
входных напряжений. Высокоточный цифровой вольтметр используется для регулирования напряжения
питания ламп.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 11 и з 33
18 А п р е л я 2013
Металлический корпус надевается на принимающую часть Брюера и одна из ламп становиться источником
УФ излучения. 5 ламп необходимо, так как они имеют ограниченный срок службы. Обычно лампы
используются парами, и если одна начинает перегорать, то используется следующая. Эта процедура описана
в руководстве по эксплуатации. Запасные лампы доступны к заказу у Kipp & Zonen.
Утеплительный кожух - расширяет температурный рабочий диапазон с стандартных -20°C до -50°C,
необходим для арктических и полярных условий и местах с регулярной температурой ниже 0°С и / или с
высоким ветро-холодовым индексом. Кожух изготавливается из белой водонепроницаемой гибкой ткани с
расположенным внутри утеплителем. Крепление производиться с помощью ремней Velcro.
Кожух обматывается вокруг спектрофотометр (при этом система слежения не утеплятся) таким образом,
чтобы прикрыть еще и моторы управления.
Алюминиевый транспортировочный ящик с пенным наполнителем для защиты спектрофотометр при
перевозках. В стандартном комплекте поставки спектрофотометр и азимутальная система слежения
поставляются в деревянных ящиках, засыпанными упаковочным пенопластом.
При этом использовать деревянные ящики для частой перевозки Брюера неудобно. Алюминиевый ящик
имеет отформатированные из пены ложементы для фиксации спектрофотометра в упаковке. При этом
тренога азимутальная система слежения и другие принадлежности перевозятся в штатных деревянных
ящиках. Если Брюер заказывается совместно с алюминиевым транспортировочным ящиком, то
спектрофотометр будет отгружен в нем, а не в деревянной упаковке.
2.8. Брюер MkIII номера для заказа
Брюер версии MkIII
230 В для измерения УФ, озона и SO²
№ 0361900
Брюер версии MkIII
115 В для измерения УФ, озона и SO²
№ 0361901
Проверочный набор
дополнительный калибровочный набор
№ BA-C 126
Утеплительный кожух
расширение рабочего диапазона до-50°C
№ BA-C 210
Алюминиевый трансп. ящик
со вспененным наполнителем
№ BM-C 206
для UV-B диапазона
2.9. Как работает спектрофотометр Брюера
Брюер производит измерения сочетая работу автономного программного обеспечения загруженного в
спектрофотометр и программного обеспечение, работающего на компьютере, к которому должен быть
подключен Брюер.
Когда Брюер установлен и выровнен по горизонту происходит предустановка широты, долготы, высоты на
уровнем моря, текущей даты и времени с помощью программного обеспечения. Алгоритм вычисляет
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 12 и з 33
18 А п р е л я 2013
положение Солнца и Брюер устанавливается на Солнце. После успешной самодиагностики и наведения
Брюер в автоматическом режиме будет направляться на Солнце, когда оно находиться над горизонтом.
Спектрофотометр устанавливается на азимутальной системе слежения, которая имеет шаговый двигатель и
управляется внутренней прошивкой прибора. Система слежения имеет очень прочный и массивный штатив
с регулируемыми ножками для выставления горизонта.
Прямое солнечное излучение принимается через плоское кварцевое стекло. Шаговый двигатель,
управляемый внутренней программой, перемещает зенитную призму так, чтобы прямое излучение от
Солнца, проходя через переднюю оптическую систему, попадало в спектрометр.
Зенитная призма также может быть повернут в сторону UV-B призмы, для приема суммарного УФизлучения проходящего через диффузор и кварцевый купол.
Третья функция зенитной призмы - быть повернутой на стандартную лампу для проверки стабильности
измерений или ртутную лампу, для проверки рабочей длинны волны обоих спектрометров.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 13 и з 33
18 А п р е л я 2013
Передняя оптическая система так же содержит линзы, смотровое окно, чтобы проверить установку прибора
на Солнце, набор фильтров, который обеспечивает оптимальный диапазон интенсивности на приемнике и
диафрагму управляемую внутренним моторчиком. Окно позволяет наблюдать за правильностью установки
фильтров и диафрагмы.
Свет от солнца, неба или ламп поступает в спектрометр через щель. Используются два спектрометра,
верхний для рассеивания, а нижний для сбора поступающего излучения. Затем оно направляется через
выходную щель в специально разработанный ультрафиолетовый фотоумножитель (ФЭУ).
Основная часть каждого спектрометра – это сферическое зеркало и голографическая дифракционная
решетка, угол которой точно устанавливается с помощью микрометра высокой точностью с приводом от
электродвигателя. Правильная настройка решетки по длине волны проверяется с помощью ртутной лампы.
Общее поведение всей оптической системы и ФЭУ проверяется с помощью стандартной вольфрамовой
галогенной лампы.
В режиме сканирования УФ диапазона две решетки, GR1 и GR2 на рисунке ниже, перемещаются
одновременно, изменяя длину волны излучения, поступающую на приемник. При измерении озона,
диоксида серы и аэрозольной оптической толщины выбор 6 длин волн осуществляется с помощью маски
щели SL1, управляемой двигателем.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 14 и з 33
18 А п р е л я 2013
Для измерения концентрации озона, диоксида серы и аэрозольной оптической толщины абсолютное
значение освещенности не так важно, если оно имеет приемлемое соотношение сигнал-шум. Это отношение
к величине сигнала для каждой из 6 длин волн как раз и используется для вычисления необходимых
значений.
Для измерений ультрафиолета абсолютная чувствительность имеет решающее значение, и ее необходимо
периодически калибровать с помощью эталонного источника УФ-излучения и регулярно проверять с
помощью проверочного набора для UV-B диапазона.
Помимо внутренних оптических проверок и слежением за стабильностью длин волн существует так же
большое количество диагностических и исполнительных тестов, которые могут быть запущены для
обеспечения оптимального режима эксплуатации Брюера.
2.10. Использование спектрофотометров Брюера
Изначально Брюер был разработан для измерения озона в рамках Глобальной Службы Атмосферы WMO
(GAW). Существует измерительная сеть по всему миру, от пустынь до Антарктики, предоставляющая
информацию по озону и УФ во Всемирный Центр Данных (WOUDC). И Брюер версии MkIII производства
Kipp & Zonen является единственным рекомендованным Всемирной Метеорологической Организацией
(WMO) к использованию прибором, для измерений общего содержания озона в столбе атмосферы.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 15 и з 33
18 А п р е л я 2013
В настоящее время большинство Брюеров используется для исследований воздействия ультрафиолетового
(УФ) излучения поступающего от Солнца и небосвода. Ультрафиолетовая область излучения охватывает
диапазоны длин волн: 100-280nm (UVC), 280-315nm (UVB) и 315-400 нм (UVA). Почти весь UVC и
приблизительно 90% от UVB, поступающего от Солнца, поглощаются Земной атмосферой. УФ-излучение
диапазона А (UVA), на поверхности Земли, в 15-20 раз мощнее, чем излучение диапазона UVB.
Благодаря высокому спектральному разрешению измерений, с помощью Брюер MkIII можно точно
оценивать действие Эритемного (загарного) спектра на человеческую кожу в соответствии с ISO 17166:1999
/ CIE S 007/E-1998. Результат этих измерений может быть использован для расчета Глобального Солнечного
УФ индекс (УФИ) для медико-курортных целей.
В настоящее время Брюер MkIII является единственным наиболее точным прибором, предназначенным для
работы
на
улице,
и
позволяющий
получать
непрерывные
спектральные
измерения солнечной
ультрафиолетовой радиации в независимости от погодных условий. Спектрофотометр является идеальным
инструментом для создания измерительной сети из широкополосных (неспектральных) ультрафиолетовых
радиометров, а так же для научно-исследовательской работы.
Существует устойчивый спрос на новые Брюеры в рамках научного сообщества, связанного с
метеорологией, климатологией, изучением атмосферы и исследованием ультрафиолетового излучения.
Брюер MkIII обеспечивает высокую точность измерения UVA, UVB UVE, УФ-индекса, общего содержание
озона и диоксида серы. Аэрозольные свойства атмосферы также могут быть получены из данных измерений.
Ниже выделены наиболее распространенные причины покупки Брюера:
• Для расширения существующей сети по измерению озона и / или УФ-излучения
• Для конкретных проектов, например, Международный полярный год
• Для замены старых MkII и MkIV на более высокопроизводительные MkIII для улучшения качества
мониторинга УФ или улучшения измерений в высоких широтах
• Для присоединения к глобальной измерительной сети
• Для исследования солнечной ультрафиолетовой радиации и последствий ее воздействия
2.11. Брюер служба Kipp & Zonen
Большое количество Брюеров по всему миру, и их долгий срок службы, означает, что существует
устойчивый спрос на услуги по обслуживанию Брюеров, которые включают в себя:
• Установка новых приборов и обучение новых пользователей на стороне заказчика
• Расширенное обучение на месте производства спектрофотометров
• Обслуживание и ремонт на стороне заказчика, и на заводе
• Калибровка на месте, и на заводе с использованием эталонных Брюеров (так как для предоставления
данных по озону и ультрафиолетовой радиации во Всемирный Центр Данных Брюеры должны быть
откалиброваны каждые два года)
• Поставка запасных частей
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 16 и з 33
18 А п р е л я 2013
• Помощь и консультации при возникновении проблем с Брюерами
• Модернизация устаревших измерительных комплексов
Все эти услуги Kipp & Zonen предоставляет на заводе в Делфте, Нидерланды.
2.12. Группа пользователей Брюера
Группа пользователей спектрофотометров Брюер (BUGM) обычно собирается на конференции раз в два
года, в сентябре. Встречи организовываются Канадским Министерством Защиты Окружающей Среды под
эгидой Всемирной Метеорологической Организации (WMO).
Основные темы встреч:

Измерение концентрации озона

Всемирная измерительная сеть мониторинга озонового слоя

Сравнения данных полученных с помощью спектрофотометра Брюера, спектрометра Добсона и
спутниковых данных

Достигнутые результаты в обработке данных

Технические вопросы, связанные с использованием Брюеров: их характеристики и калибровка

Обмен данными
Kipp & Zonen принимает активное участие в этих мероприятиях.
В 2009 встреча происходила в Аосте, Италия.
В 2011 встреча происходила в Пекине, Китай.
2.13. Семинары
В дополнение к существующим международным двухгодичным конференциям происходят еще небольшие
встречи и обучающие семинары для пользователей спектрофотометрами Брюера. Они обычно совпадают по
времени с научными конференциями, где обсуждаются данные, полученные с помощью Брюера, но люди,
работающие с данными могут не знать как они получены и как работает Брюер. Самая последняя из таких
встреч прошла в августе в Торонто, Канада. Это был Симпозиум просвещенный изучению Озона,
происходящий раз в 4 года.
2.14. Сопоставление данных
Есть также регулярные региональные мероприятия по сопоставлению данных, получаемые Брюерами. Это
встречи в Уэльве - Испания и Аросе - Швейцарии проходящие раз в два года по эгидой Регионального
Центра Калибровки Брюеров для Европы (RBCC-E).
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 17 и з 33
18 А п р е л я 2013
2.15. Мировая сеть спектрофотометров Брюера
К концу 2012 года, было произведено 215 Брюеров всевозможных модификаций и большинство из них все
еще находятся в эксплуатации. Спектрофотометры установлены в более чем 40 странах по всему миру, от
тропиков до Арктики и Антарктики. Около 80 станций регулярно отчитываться передают данные в
WOUDC.
Особой гордостью считается установка в августе 2009 года Брюера под номером 200. Заказчиком является гн Ито из Японского Метеорологического Агентства (JAM). Брюер установлен на Минами-Тори-Шима
(Marcus Island) в северо-западной части Тихого океана. Это изолированный остров, окруженный
коралловыми рифами, является самой восточной территорией, принадлежащей Японии, более 1800 км от
Токио. Остров имеет береговую линию около 6 км. и центр острова находится ниже уровня моря.
Kipp & Zonen продолжает развивать и совершенствовать Брюер версии Mk III и обеспечивая постоянное
функционирование глобальной измерительной сети спектрофотометров.
2.16. Покупка спектрофотометра Брюера
Если вы задумываетесь о покупке Brewer MkIII пожалуйста, свяжитесь с Kipp & Zonen в Делфте, чтобы
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 18 и з 33
18 А п р е л я 2013
обсудить ваши пожелания. Для нас является важной следующая информация: место установки и
климатические условия работы Брюера, приоритетные задачи в измерениях (озон, УФ, или оба этих
параметра), опыт операторов. А так же напряжение и частота сети питаний. Некоторые пользователи
Брюеров имеют большой опыт работы с этим прибором, в то время как для других этот прибор является
совершенно новым.
Версии Брюеров, дополнительные принадлежности и номера запасных деталей приведены в разделах 2.5 до
2.8
2.17. Доставка
Брюер обычно отгружается в рамках CIP (перевозка и страхование оплачены) авиа фрахтом в соответствии с
Инкотермс 2010, если специально не оговорено иного. Например, заказчик может воспользоваться услугами
своих экспедиторов. Стоимость доставки и страховки зависят от пункта назначения и будут учтены в
конечной цене Брюера MkIII.
Поставка Брюера MkIII обычно приходит в виде деревянных коробок расположенных на поддоне:
Спектрофотометр
деревянная упаковка
101x79x66см
брутто 68кг
нетто 35кг
Система слежения
деревянная упаковка
56x51x51cm
брутто 31кг
нетто 19кг
Станина (трехнога)
деревянная упаковка
90x40x22cm
брутто 22кг
нетто 17кг
Стандартный набор
картонная коробка
41x32x28см
брутто 5.2кг
нетто 4.2кг
картонная коробка
18x30x43см
брутто 8.0кг
нетто 7.0кг
картонная коробка
41x32x28см
брутто 6.2кг
нетто 5.2кг
брутто 59кг
нетто 35 кг
запчастей и кабели
Проверочный набор
для UV-B диапазона
Утеплительный кожух
(доставляется совместно с набором запчастей и кабелями)
Алюминиевый
кейс
92x51x54см
транспортировочный кейс (со спектрофотометром внутри)
2.18. Срок поставки
Брюеры выпускаются небольшими партиями. Наибольшее время доставки прибора из Делфта, как правило,
6 месяцев с момента принятия заказа. Однако, это в некоторой степени зависит от того, когда заказ принят
и предполагаемой даты изготовления партии.
С начала апреля до конца сентября, новые спектрофотометры могут быть откалиброваны для измерения
озона на заводе в Делфте. С октября по март высота Солнце недостаточна, и нет достаточного спектра
величин воздушных масс. В течение этого периода Брюеры для калибровки отправляются в обсерваторию
Izana на Тенерифе. По времени это добавляет примерно месяц к сроку выполнения заказа.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 19 и з 33
18 А п р е л я 2013
2.19. Поддержка измерений Kipp & Zonen
Kipp & Zonen производит все Брюеры MkIII на своем заводе в Делфте, Нидерланды. При сборке все
электронные, электрические, механические и оптические компоненты тщательно тестируются. Когда
прибор собран, происходит проверка его на функциональность и способность измерений по разработанным
тестовым процедурам. После калибровки проводиться финальное проверочное испытание, данные которого
записываются в окончательный отчет (FTR) и только после этого Брюер будет готов к отгрузке.
По требованию заказчика могут проводиться заводские приемочные испытания (FAT), для демонстрации
правильности измерений и функционирования Брюера. Испытания проходят на заводе в Делфте. FAT
обычно занимает целый день, и оплата этих испытаний оговаривается отдельно. Для более подробной
информации, пожалуйста, обратитесь к разделу 4.2.
Во время заводских приемочных испытаний, или отдельно от них Kipp & Zonen на заводе в Делфте может
провести обучения для заказчика по установке и техобслуживанию оборудования. В ходе этого обучения
специалисты Kipp & Zonens могут также создать соответствующий график автоматических измерений
Брюером для того района, где спектрофотометр будет установлен. Такая подготовка обычно занимает до 3-х
полных дней.
Спектрофотометр Брюера является сложным научным прибором, и Kipp & Zonen настоятельно рекомендует
проводить установку, ввод в эксплуатацию и обучение персонала заказчика с помощью специалистов Kipp
& Zonen. Это занимает около 5 дней и, может происходить совместно с проведением сдаточных испытаний.
Для более подробной информации, пожалуйста, обратитесь к разделу 4.2.
Некоторые заказчики уже являются пользователями нескольких Брюеров. Тем не менее, Kipp & Zonen попрежнему рекомендуется включать в заказ услуги по установке на месте, так как это позволяет Kipp &
Zonen быть уверенным, что установка была сделана правильно и нет повреждений, возникших в ходе
транспортировки. Заказчик может быть очень опытным пользователем Брюера, но у него обычно нет
большого опыта по установке Брюеров, и он может не знать досконально Брюер версии MkIII или его
последние обновления.
Стоимость работы специалиста € 1000 в день у заказчика и € 500 в день во время проезда.
Плата за проживание, питание и т.д. составляет € 200 в сутки.
Стоимость проезда (авиабилеты, такси, аренда автомобилей и т.д.) зависят от места расположения
заказчика.
Установка, ввод в эксплуатацию и расходы по обучению персонала так же будут включены в стоимость
поставки Брюера MkIII.
2.20. Список документов
Каждый приобретенный спектрофотометр сопровождается следующими документами, поставляемыми на
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 20 и з 33
18 А п р е л я 2013
английском языке на CD-ROM:

Окончательный отчет

Данные окончательного отчета и калибровочные данные

Руководство по эксплуатации

Инструкция по ремонту

Последняя версия GW-BASIC управляющего софта, утвержденная Kipp & Zonen
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 21 и з 33
18 А п р е л я 2013
3.
ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РУКОВОДСТВО ПО УСТАНОВКЕ
3.1. Технические характеристики Брюера.
Принцип измерения
Уникальный самокомпенсирующейся двойной спектрометр
Эберта,
с
фокусным
соотношение
ƒ/6,
с
расстоянием
16
см,
голографической
фокусное
дифракционной
решеткой первого порядка с 3600 линий/мм
Приемник
Малошумный фотоуможитель УФ диапазона (PMT)
Система слежения за Солнцем
Механическое управление призмы слежения зенитного угла.
Азимутальная система слежения установлена на массивную
треногу
Разрешающая способность системы слежения
Зенитного угла 0.12º за такт, азимутального 0.025º за такт
Входное напряжение и потребляемый ток
115 В, 50/60 Гц, 3А или 230 В, 50/60 Гц, 1.5А
Рабочий диапазон температур
От – 20ºC до + 40ºC
От - 50ºC до + 40ºC с утеплительным кожухом
Диапазон длин волн
286.5 нм to 363 нм
Разрешение длин волн
0.6 нм
Стабильность длин волн
± 0.01 нм (во всем температурном диапазоне)
Точность длин волн
0.006 нм (± 0.002 нм) за шаг изменения
Внутренние калибровочные источники света
Галогенные для оптической стабилизации, Ртутные лампы
для калибровки по длине волны 302.5 нм
Длины волн для измерений концентраций
303.2, 306.3, 310.1, 313.5, 316.8 и 320.1 нм; для прямого
озона и диоксида серы
солнечного излучения, проходящего через УФ прозрачное
приемное
кварцевое
стекло;
Измерительный
цикл
1.6
секунды
Точность измерений общей концентрации
± 1%
озона
Измерения УФ спектра
От
прямого
солнечного
излучения
или
суммарного
излучения, UVA, UVB, UVE и УФ-индекс; прямое солнечное
излучение,
проходит
через
УФ
прозрачное
приемное
кварцевое стекло and PTFE рассеиватель
Датчик влажности
Встроенный, для контроля системы внутреннего осушения
Интерфейсы передачи данных
RS 422, Поставляется с гальванически изолированным
конвертером RS 422 - RS 232 для подключения к
персональному компьютеру для сбора и хранения данных
Программное обеспечение
GW-BASIC для управления Брюером, сбора данных и их
анализа, поставляется на CD-ROM в англоязычном варианте
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 22 и з 33
18 А п р е л я 2013
Линейные размеры спектрофотометра установленного на трехногу, приведены на данной картинке.
Брюер MKIII спектрофотометр, азимутальная система слежения и трехнога
3.2.
Требования к электропитанию
Брюер доступен в двух версиях по питанию в зависимости от напряжения сети переменного тока; 115В,
50/60 Гц, 3А или 230В, 50/60 Гц, 1.5А.
Длина стандартного кабеля питания составляет 15 м. При подключении Брюера к сети питания силовой
кабель должен быть заземлен.
Если сеть электропитания ненадежна, то Брюер и подключенный к нему персональный компьютер должны
быть подключены к источнику бесперебойного питания (ИБП) для защиты от скачков напряжения и
краткосрочных отключений. При более длительных отключениях электричества ИБП необходимо
подключить в режиме управления работой персонального компьютера с возможностью его выключения и
включения при восстановлении питания.
Аварийное обесточивание прибора не приводит к его поломке, при этом измерения приостанавливаются.
При восстановлении питания, спектрофотометру необходимо некоторое время перед возобновлением
измерений для самодиагностики и выхода на исходные позиции системы слежения.
3.3.
Выбор места установки
При установке Брюера необходимо тщательно выбирать место его монтажа. Есть несколько необходимых
требований, которые надо учитывать при выборе места монтажа. Так же необходимо учесть если
окружающая температура с большой вероятностью будет находиться ниже -20°C, или будет регулярно ниже
0°C в условиях высокого ветро-холодового индекса то необходимо использовать опциональный
утеплительный кожух.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 23 и з 33
18 А п р е л я 2013
3.3.1. Требование к незатененности прибора
Поскольку Брюер производит измерения озона путем направления спектрофотометра на Солнце, поэтому
необходимо выбирать место установки прибора так, что бы он не попадал в поле теней от зданий, деревьев и
т.д. Брюер MKIII начинает производить измерения, как только Солнце поднимается на высоту более 10˚ над
горизонтом (80° зенитный угол). И в идеале ничто не должно затенять Брюер, когда Солнце находиться
выше данного угла. Следует так же избегать отражений от окружающих зданий и конструкций, так как это
может повлиять на качество измерения приходящего потока ультрафиолетового излучения, которое
измеряется со всего небосвода.
3.3.2. Требования к поверхности для монтажа
Брюер это инструмент, оптическая системе которого должна
быть установлена строго горизонтально, для того что бы в
течении года эта система могла отслеживать положение
Солнца.
Монтажная поверхность должна быть твердой и достаточно
плоский, перепады высоты до 5 см могут быть компенсирован
регулировкой
стабильной,
ног
так
штатива.
что
бы
Поверхность
должна
горизонтальность
быть
Брюера
не
нарушалась с течение времени. Пример монтажа показан на
рисунке справа.
Штатив должны быть жестко прикреплен к поверхности,
чтобы удерживать Брюер в случае больших ветровых нагрузок.
Брюер MkIII,
Для фиксации штатив снабжен удерживающим крюком, при
горизонтальную стабильную поверхность.
установленный на плоскую
этом монтажная поверхность должна иметь ответную часть.
Более подробно это описано в руководстве по эксплуатации.
Не выполнение данных требований может привести к
опрокидыванию спектрофотометра
и как результат его
повреждение во время сильного ветра.
3.3.3. Расстояние между управляющим компьютером и Брюером
Максимальная рекомендуемая длина коммуникационного кабеля с RS-422 интерфейсом - 100 метров.
Следует помнить, что стандартный коммуникационный кабель, прилагаемый в комплекте всего 15 метров.
Если этой длины недостаточно, то более длинный кабель и удлинитель кабеля могут быть предоставлены,
но за дополнительную плату.
3.3.4. Высота установки над уровнем моря
Особых ограничений по высоте, на которую Брюер может быть установлен - нет. Например, Брюеры были
установлены на Мауна-Лоа, Гавайи, на высоте более чем 4000 м. Тем не менее, для больших высот
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 24 и з 33
18 А п р е л я 2013
характерны низкие температуры (особенно ночью), поэтому рекомендуется в комплект поставка добавлять
опциональный утеплительный кожух.
3.3.5. Грозозащита
Для защиты спектрофотометра от ударов молнии рекомендуется располагать Брюер недалеко от
громоотвода. Однако, сам громоотвод не должен перекрывать поле зрения прибора на Солнце. Сам Брюер
заземлен через кабель питания.
3.3.6. Требования к персональному компьютеру и ПО на нем
Брюер необходимо подключить к персональному компьютеру с управляющим ПО, которое будет управлять
измерениями и сохранением полученных данных. Связь с Брюером происходит по последовательному
интерфейсу RS-422, а подключение к компьютеру происходит через гальванически изолированный
преобразователь RS-422 в RS-232, который подключен к последовательному порту управляющего
компьютера Конвертер поставляется со своим блоком питания и должен располагаться недалеко от
компьютера.
Требования к аппаратной части персонально компьютера
Управляющий компьютер не поставляется совместно со спектрофотометром Брюера и его наличие, должно
быть, обеспечено стороной заказчика, для упрощения вопросов гарантии и поддержки.
Так как работа этого компьютера рассчитана на постоянное включение, то рекомендуется использовать
настольную версию ПК (не ноутбук), поскольку они специально разработаны для непрерывной работы и,
как правило, имеют физический порт RS-232. Можно использовать высококачественные преобразователи
RS-232 в USB (хотя это соединение не является безопасным), их совместимость с Брюером зависит от
характеристик преобразователя.
Скорость передачи данных и их объем, поступающие с Брюера, невелики. И любой современный компьютер
достаточен по производительности и возможности сохранения поступающих данных, для работы с
Брюером.
Требования к операционной системе управляющего компьютера
Брюер использует управляющую программу GW-BASIC созданную на базе DOS и разработанную в
Министерстве Защиты Окружающей Среды Канады. Некоторые операционные системы могут быть
несовместимы с этим программным продуктом.
Ниже приведен список операционных систем, с которыми Брюер работает надежно:
• Windows ™ 95
• Windows ™ XP 32 бит
• Windows ™ 7 32 бит
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 25 и з 33
18 А п р е л я 2013
Следующие операционные системы могут работать, иногда вызывать сбой или ошибку связи и не
рекомендуются:
• Windows ™ 98
• Windows ™ 2000
• Windows ™ XP 64 бит
• Windows ™ 7 64 бит
С Windows ™, Vista, как правило, Брюер не работает вообще.
Примечание: Чтобы избежать проблем с языковой кодировкой все версии Windows ™ должны быть
англоязычные.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 26 и з 33
18 А п р е л я 2013
4. ПОДДЕРЖКА ИЗМЕРЕНИЙ KIPP & ZONEN
Kipp & Zonen предоставляет полный спектр услуг по тестированию, монтажу, наладке, обучению и
управлению проектом, для обеспечения правильного ввода в эксплуатацию и своевременной передачи
заказчику измерительного комплекса на основе спектрофотометра Брюера.
Пакет услуг, предоставляемый заказчику, зависит от его требований. Он может варьироваться от простой
поставка оборудования, для клиента уже подготовленного к установке, эксплуатации и обслуживанию
Брюера, до полного решения под «ключ» для новых клиентов или менее подготовленных.
Основные услуги, описаны ниже. Вопросу обучения отведена следующая глава.
4.1.
Управление проектом
Инженеры Kipp & Zonen обучены завершать проекты вовремя и в рамках выделенного бюджета. Работа
инженеров включает в себя планирование, оценку, распределение ресурсов, управление задачами, связь с
клиентами и отчетность. Контрольные сроки доставки, установки и т.д., согласовываются с заказчиком до
принятия заказа на производство. В целом, ожидание от начала производства до момента отгрузки, включая
испытания и калибровку Брюера MkIII, занимает от 6 до 7 месяцев.
4.2. Заводские приемочные испытания (FAT)
Производство Брюера включает в себя контроль как на уровне компонентов по мере их установки, так и
проверка уже готового прибора. Проверки включают в себя тестирование оптических компонент и полный
температурный тест в климатической камере. Новые Брюеры поставляются откалиброванными для
измерений концентрации озона и УФ-излучения. Калибровки для ультрафиолетового излучения
осуществляется на заводе. Все производственные испытания и калибровки, подробно изложены в
окончательном отчете испытаний (FTR), который поставляется с каждым новым Брюером.
В период с начала апреля до конца сентября, новый Брюер может быть откалиброван для измерений озона
непосредственно на заводе в городе Делфт путем сравнении его результатов с Брюером версии Mk III с
серийный номер 158, который используется как «перемещаемый эталон». Это Брюер калибруется один раз в
год в Региональном Центре Калибровок для Европы (RBBC-E) в обсерватории Izaña на Тенерифе. Этот же
инструмент используется для проведения калибровки Брюера MK III серийный номер 182, который
используется для заводских приемочных испытаний
Для сравнений при измерениях ультрафиолетового излучения Брюер №158 откалиброван по инструменту
QASUME который является эталонным для Всемирного Радиационного Центра Физико-Метеорологической
Обсерватории в Давосе (PMOD-WRC).
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 27 и з 33
18 А п р е л я 2013
С октября по март Солнце в Делфте недостаточно высоко поднимается над горизонтом, и как результат нет
достаточного спектра воздушных масс для надежной калибровки концентрации озона. В течение этого
периода Брюеры могут быть отправлены в обсерваторию Izaña на Тенерифе (RBBC-E) для калибровки. Это
может увеличить срок поставки.
Из-за длительных тестирований и обширной программы калибровки в процессе производства нет
возможности дать заказчику наблюдать все процедуры на заводе.
При необходимости, заводские приемочные испытания (FAT) могут быть организованы на заводе в Делфте,
чтобы продемонстрировать заказчику правильность работы и корректность функционирования Брюера.
Заводские приемочные испытания обычно занимает весь день, и оплата этих испытаний оговаривается
отдельно. Специалист Kipp & Zonen, занимающийся FAT и представитель заказчика после испытаний
подписывают приемочные документы, после чего оборудование упаковывается и отправляется заказчику.
При этом отделено или в рамках заводских приемочных испытаний для заказчика, Kipp & Zonen может
провести обучение монтажу, эксплуатации и техническому обслуживанию для персонала заказчика на
заводе в Делфте. В ходе этого обучения специалист Kipp & Zonen можете заранее настроить расписание
автоматических измерений Брюера под то место, где прибор будет установлен. Такая подготовка обычно
занимает до трех полных дней.
4.3. Установка
Перед установкой Брюера специалистом Kipp & Zonen необходимо провести некоторые подготовительные
работы для создания подготовленной площадки для установки прибора и подводу различного рода
коммуникация. Площадка обычно состоит из бетонной плиты, на которую будет установлен Брюер. Плита
должна быть оснащена крюком, к которому будет цепями закреплена станина Брюера. Так же должна быт
выполнена молниезащита, подведены кабели питания и коммуникационный кабель RS-422, установлен
управляющий компьютер, UPS и т.д. Выполнение всех этих пунктов не является ответственностью Kipp &
Zonen.
4.4. Ввод в эксплуатацию
После завершения установки специалист Kipp & Zonen приступит к процессу ввода в эксплуатацию
спектрофотометра Брюера. Он включает в себя проведение полного функционального тестирования,
введения корректировок и оптимизаций, требующихся после транспортировки, установки связи с
управляющим компьютером и настройке программного обеспечения. Если погодные условия позволят, то
будут сделаны тестовые измерения концентрации озона и ультрафиолетового излучения.
4.5. Приемочные испытания (SAT)
Наличие этих испытаний могут быть оговорены на стадии формирования заказа на Брюер и должны быть
проведены до приемки прибора заказчиком, для того чтобы продемонстрировать правильность работы и
функционирование установленного Брюера.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 28 и з 33
18 А п р е л я 2013
Проверка обычно выполняется после завершения установки и ввода в эксплуатацию (а так же обучения,
если необходимо). Специалист Kipp & Zonen, который выполняет приемочные испытания, и представитель
заказчика совместно подписывают приема - передаточные документы, которые являются заключительными
для завершения контракта поставки
Установка, ввод в эксплуатацию и приемочные испытания (если требуется) обычно занимают 4 - 5 дня.
4.6. Рекалибровка
По требованиям Всемирной Метеорологической Организации (WMO), для передачи данных по
концентрации озона и ультрафиолетового излучения во Всемирный Центр Данных по Измерению Озона и
УФ (WOUDC) спектрофотометры Брюера должны быть откалиброваны по крайней мере, каждые два года.
Калибровки Брюеров версий MkII, MkIII и MKIV для измерения концентрации озона могут быть сделано на
заводе в Делфте, с начала апреля до конца сентября, или на стороне заказчика если позволят зенитные углы
Солнца и погодные условия.
В обоих случаях калибровка проводиться путем сравнения данных получаемых с Брюера версии Mk III с
серийным номером 158, который используется как «перемещаемый эталон», а калибровка измерений
ультрафиолетового излучения дается путем сравнения данных, как с «перемещаемого эталона», так и с
помощью эталонных ультрафиолетовых ламп.
Перед калибровкой Брюер должен находиться полностью в рабочем состоянии. Потребуются результаты
недавних измерений и диагностических тестов. Исходя из этой информации, специалист Kipp & Zonen
сможет сделать вывод о корректности работы Брюера и необходимых запчастях и сервисных работах.
Перед калибровкой проводиться полная функциональная проверка и оптимизация Брюера с заменой
необходимых расходных материалов. Надежная калибровка для измерения концентрации озона занимает от
2 до 3 дней при условии чистого неба, поэтому длительность выезда специалиста на объект заказчика, как
правило, составляет от 4 до 5 дней.
Стоимость калибровки Брюера на стороне заказчика будет включать в себя все расходы, связанные с
визитом специалиста Kipp & Zonen и стоимость ожидаемых расходных материалов и необходимых
запасных частей.
Стоимость работы специалиста € 1 000 в день у заказчика и € 500 в день во время проезда.
Плата за проживание, питание и т.д. составляет € 200 в сутки.
Стоимость проезда (авиабилеты, такси, аренда автомобилей и т.д.) зависят от места расположения
заказчика.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 29 и з 33
18 А п р е л я 2013
Кроме
того
оплачивается
доставка
эталонного
Брюера
и
калибровочного
оборудования
для
ультрафиолетового излучения из Делфта к заказчику и обратно.
После проведения калибровки будут написаны и отправлены заказчику отчет о проделанной калибровке,
выполненных работах по обслуживанию спектрофотометра.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 30 и з 33
18 А п р е л я 2013
5. ОБУЧЕНИЕ
5.1. Обзор
Kipp & Zonen предоставляет учебные курсы для заказчиков - ученых и техников, которым придется
работать и обслуживать спектрофотометр Брюера MkIII, а также порядок действий при перемещении и
повторной установки прибора, при необходимости. Учебный курс не содержит подробной информации о
теории измерений озона, диоксида серы, ультрафиолетового излучения и аэрозольных измерений с
помощью Брюера.
Обучение может быть 2-х вариантов:
•
На заводе, в сочетании с заводскими приемочными испытаниями (FAT)
•
На месте установки в сочетании с установкой и вводом в эксплуатацию и проведением полигонных
приемочных испытаний (SAT).
Обучение проводится на английском языке.
Весь обучающий материал, руководства по сборке и программное обеспечение предоставляется на
английском языке.
После обучения участникам курса выдается сертификат об окончании курса.
Обучение обычно занимает до 3-х дней на заводе в Делфте или 4 - 5 дней для монтажа, ввода в
эксплуатацию и проведения полигонных приемочных испытаний (SAT) на стороне заказчика.
5.2. Спектрофотометр Брюера
Обучающий курс состоит из следующих тем:

История измерения концентрации озона

История создания Брюера

Принцип измерения озона, диоксида серы и ультрафиолетового излучения с помощью Брююера

Разработка и создание Брюера

Процесс производства

Тестовые мероприятия

Калибровка для измерения концентрации озона и ультрафиолета

Требование к месту монтажа

Монтаж Брюера

Требование к электропитанию, грозозащита и заземление

Установка и настройка управляющего программного обеспечения

Управление Брюером

Регулярные измерения

Регулярные проверки и диагностические мероприятия

Техническое обслуживание
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 31 и з 33
18 А п р е л я 2013

Диагностика и решение проблем

Использование дополнительного калибровочного набора для UV-B диапазона
5.3. Управляющий персональный компьютер
Управляющий компьютер обычно не поставляется совместно с Брюером. Обычно этот компьютер
обеспечивается заказчиком. Обучающий курс не включает в себя обучению компьютерным основам и
правилам работы в ОС Windows™. Этот курс направлен на обучение подключению Брюера к
персональному компьютеру, работы с необходимыми периферийными устройствами и необходимым
действиям в случаях аварийного отключения питания.
5.4. Управляющее программное обеспечение.
Обучающий курс посвящен обучению установке программного обеспечения на персональный компьютер и
разборке его функциональности. Курс состоит из следующих моментов:

Измерения озона, диоксида серы и ультрафиолетового излучения

Ежедневные контрольно-диагностические процедуры

Тест на точность длинны волн с помощью ртутной лампы

Тест на стабильность измерений с помощью стандартной галогенной лампы накаливания

Проверка системы слежения

Сбор данных, формат записи и их хранение

Выходные величины для озона, диоксида серы и ультрафиолетового излучения
Обучающий курс не включает в себя научный анализ данных широкого спектра, получаемых с помощью
Брюера таких, например как, как аэрозольная оптическая толщина и т.д.
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 32 и з 33
18 А п р е л я 2013
6. ДОКУМЕНТЫ
Ниже приведен стандартный набор документов, который поставляется с каждым новым спектрофотометром
Брюера.
6.1. Отчет о финальной проверке прибора
Каждый новый Брюер версии MkIII поставляется с индивидуальным отчетом о последней проверке (FTR) с
подробным описанием произведенных заводских испытаний, которые отражает измерительные и
функциональные возможности прибора, с приложением полученных в ходе проверки результатов
измерений. Так же прилагаются калибровочный сертификат для измерения озона и ультрафиолета.
Связанные с этим файлы данных поставляется на компакт-диске вместе с отчетом о последней проверке,
который предоставляется в формате PDF.
6.2. Руководство по эксплуатации
Руководство по эксплуатации Брюера MKIII подробно описывает все аспекты спектрофотометра Брюера:
принцип его работы, составные части, правила монтажа и эксплуатации. Так же там есть результаты
приемо-сдаточных испытаний, описание диагностического и технического обслуживания. Руководство по
эксплуатации поставляется в формате PDF на CD-ROM.
6.3. Руководство по обслуживанию
Руководство по обслуживанию содержит подробное описание того, как выполнять техническое и сервисное
обслуживание спектрофотометра. В том числе дана карта диагностики и решения проблем, которые могут
быть выполнены пользователем при некотором опыте работы с электромеханическими схемами и
инструментальными навыками. Руководство по техническому обслуживанию включает в себя сборочные
чертежи, электрические схемы, электронные схемы и список деталей. Руководство по обслуживанию
поставляется в формате PDF на CD-ROM.
6.4. Руководство по подготовке измерительной площадки
Руководство по подготовке площадки содержит информацию о необходимых строительных работах,
подготовке инфраструктуры, подведении электропитания, проведения защитных мероприятий, требования к
качеству передачи данных и наличия персонально компьютера. Эти работы необходимо провести перед
установкой прибора.
6.5. Руководство по приемке Брюера после транспортировки
Это руководство содержит информацию о порядке распаковки прибора, его установки и проверки основных
функций Брюер после получения прибора. Эти действия надо провести до прибытия специалиста из Kipp &
Zonen, который будет производить установку и ввод в эксплуатацию.
Конец
Brewer Т е х н и ч е с к о е о п и с а н и е 1.3
С т р . 33 и з 33
18 А п р е л я 2013