气象气球功能规格需求书

中国气象局

2010年4月
目 录

前言

目的

高空气象探测是综合气象观测系统的重要组成部分，是现代化的数值天气预报制作所需的原始资料的重要来源之一，也是气候变化研究、预测、气候资源开发利用的基础。气象气球是携带高空气象探测仪器升空，是综合气象观测系统中的高空气象探测设备，是高空气象探测的有效载体之一。

本功能规格需求书规范了气象气球的组成结构、功能要求、性能要求和检验要求等。为满足现有高空气象探测业务要求，任何生产厂家生产的气象气球，应以此功能规格需求书的要求组织研发、生产气象气球，由中国气象局组织统一考核，才能进入气象技术装备列装。

本功能规格需求书由中国气象局综合观测司委托中国气象局气象探测中心编写，中国气象局综合观测司发布执行。

本功能规格需求书的修改权、解释权属于中国气象局。

编制依据

现代气象业务对综合气象观测提出了更高的要求，本功能规格需求书参考国内外气象气球高空气象探测业务要求和探测技术发展情况，以及国内试验考核、台站施放的基础上，以下列文件资料为依据进行编写的：

1. WMO CIMO 气象仪器和观测方法指南（第六版）

2.

3. 中国气象局 高空气象观测规范

4.

5. GJB1961-1994 新系列气象气球规范

6.

7. GJB987A-1998 气象气球试验方法

8.

9. GB/T 2828.1-2003 计数抽样检验程序（第1部分）

10.

11. GB/T 528-2009 硫化橡胶或热塑性橡胶 拉伸应力应变性能的测定

12.

13. GB/T 2941-2006 橡胶物理试验方法试样制备和调节通用程序

14.

组成结构

概述

我国生产的气象气球是由优质的天然橡胶胶乳为主和适当的配合剂制造而成的胶乳气球。天然胶乳气球的球型比较好，而且球皮更韧一些，可以做得比较薄，受温度的影响也要小一些，但在高空中易受臭氧和紫外线辐射的影响，而且保存期较短。气球在生产过程中加入配合剂后，可以提高气球的保存期、伸长率，减小在贮存和飞行期间受低温、臭氧和紫外线辐射的影响。胶乳气球具有投资少、周期短、见效快，成本低等特点，使用中相对载重大、施放简便、飞行时间较长、携带仪器姿态稳定，施放不受地域和气候因素影响、灵活性较高等优点，在许多气象、航空和空间科学技术较发达的国家里，把胶乳气球作为研究大气、发展气象、航空、宇宙飞行技术和进行空间科学研究的重要而不可缺少的运载工具。美国、日本等国家从未停止过对胶乳气象气球的研究、生产和应用工作。

气象气球的主要生产方法包括离子沉积法和注模回转成型法。美苏采用前者，日本采用后者。我国目前主要采用离子沉积法,因为其工艺成熟,产品质量比较稳定,注模回转成型法目前还处于研制（生产定型）阶段。

主要特性

气象气球作为常规高空气象探测的运载工具，要求在一定的负重和充气量的前提下，升空高度要尽可能的高。因此，它的主要特性要求如下：

（1）几何形状要好。为了减少气象气球（尤其是探空气球）上升过程的空气阻力及气流影响，气球的几何形状要求近似于流线型，探空气球不能是正圆形或者椭圆形。对探空气球来说，球柄还必须能承受200N的拉力而不致损坏，为了减小球柄被扯断的可能性，要使球皮的厚度向球柄方向逐渐增加。

（2）球皮要均匀平整。厚度突然变薄的地方就是容易出问题之处，因此，气象气球的外观检查和厚度测定尤其重要，气球不能有影响均匀膨胀的厚薄不均、气泡、杂质等，更不允许有孔洞、裂口、油污、长划痕等严重缺陷的出现。

（3）耐寒性能要好。气象气球在升空过程中要经过低于-80℃的高寒区，气球在此区域的膨胀性能决定了气球的最终施放高度，气球在低温下的伸长率愈高，膨胀倍数愈大则气球的升空高度就会愈高。因此，要在胶乳气球的生产中加入柔软剂，使气球在对流层顶附近遇到低温时球皮不会冻结变硬，以提高气球在低温下的伸长率和爆破直径，从而提高气球升空高度。

（4）耐辐射老化和臭氧老化性能要强。气象气球是在臭氧浓度较高的情况下使用，距地面20000～28000米处臭氧浓度达到最大值,而且紫外线的强烈辐射会引起胶膜的龟裂,太阳光较长时间的曝晒也加速球膜的老化,而气球在升空过程中随大气的密度的减小而膨胀,升到30000米左右其直径要膨胀到原来的4.08倍,表面积膨胀到原来的16倍,厚度减到0.005mm以下,所以，气球的耐辐射老化和耐臭氧老化性能也是气球的主要性能。

（5）储存性能要好。气象气球从生产到使用，往往经历1～2年甚至更长的时间，气球的主要性能在此期间不能有明显下降，因此要求气象气球具有良好的储存性能，球皮表面的残余氯化钙含量要尽可能低，以免球皮在潮湿的天气条件下出现粘连。在热带地区（或其他极端温度下），一般应能达到储存4年的要求，因此要对气球进行避光包装，避免其暴露在光线（尤其是太阳光）、空气或极端温度下，以防止气球性能迅速下降。

生产工艺流程

见图1气象气球生产工艺流程

工作原理

根据浮力原理，气球的总举力由气球内气体体积的浮力决定，即：

word/media/image1_1.png

式中：word/media/image3_1.png表示总举力，word/media/image5_1.png表示气球体积，word/media/image7_1.png表示空气密度,word/media/image9_1.png表示球内气体密度，word/media/image11_1.png表示气球直径，假定气球为球形。

所有单位均采用国际标准单位。对地面上的氢气，浮力word/media/image13_1.png约为1.2kg.m-3,在上式中的各个量都随高度不同而变化。

气球的净举力word/media/image15_1.png是由总举力减去气球质量和载荷重量的总和word/media/image17_1.png，即：

word/media/image19_1.png

也就是说，如果气球的净浮力和气球的载荷重量相同时，气球既不上升也不下沉。

根据动力学相似性原理，气球在静空中的升速word/media/image5_1.png可以用一个通用公式表示：

word/media/image21_1.png

式中q和n取决于阻力系数。上述公式中的q和n值必须通过实验得出。如果升速以m/min为单位，q和n可以近似地取值为150和0.5。

图1气象气球生产工艺流程

功能要求

类型

气象气球按用途区分主要有两种：测风测云气球和探空气球。

A类 经纬仪测风测云气球，为球体质量小于300 g的气球。如：30g气球。

用于高空风观测的测风气球和用于云底高度观测的测云气球。这些气球一般不携带载荷或较少载荷，因而比探空气球要小。除了能够达到所要求的高度外，气球在升空过程中要始终保持良好的球形的要求。

B类 雷达测风、探空气球，为球体质量大于或等于300 g的气球。如：300g、750g、800g、1600g气球。

用于携带常规高空气象探测仪器的气球，要保证把所携带载荷（探测仪器质量一般为200～1000g）在确保测量元件具有稳定升速、通风良好的情况下，升至18～36km以上的高度。

业务升空高度

3.2.1 30g经纬仪测风测云气象气球

气球升速在业务要求范围内，天气条件满足观测时，达到距地高度3000米以上；业务要求历时30分钟，平均球炸高度5500米以上（500 hPa），升空高度有效率大于80%。

3.2.2 300g雷达测风气象气球

气球升速在业务要求范围内，平均球炸高度18000米以上；升空高度17000米以上有效率大于80%。

3.2.3 750g雷达探空气象气球

气球升速在业务要求范围内，平均球炸高度26000米（参考新的质量考核办法）以上；升空高度25000米以上有效率大于80%。

3.2.4 800g雷达探空气象气球

气球升速在业务要求范围内，平均球炸高度30000米以上；升空高度28000米以上有效率大于80%。

3.2.5 1600g雷达探空气象气球

气球升速在业务要求范围内，平均球炸高度36000米以上；升空高度35000米以上有效率大于80%。

环境适应性要求

3.3.1 工作温度：－80℃～＋50℃

3.3.2 相对湿度：0﹪～100﹪

3.3.3 天气条件：适应全天候气候条件下工作

性能要求

材料

由天然橡胶胶乳为主和适当的配合剂制造而成的胶乳气球，所用的各种材料应使产品符合性能要求。

颜色

a). 经纬仪测风测云气球为红色、黑色或胶乳本色；

b). 雷达测风、探空气球为胶乳本色。

外观

4.3.1气象气球外观检查：球皮在不伸张的情况下，用目视观察；要求见表1。

4.3.2气象气球修补规定

a). 外观检查中发现有轻度缺陷，允许修补；

b). 补丁应粘贴平整牢固，须用同一配方、同一工艺条件生产的球皮，补丁厚度不大于0.1 mm；

c). 气球规格、补丁要求见表2。

表1 外观要求

表２ 气球规格、补丁要求

规格尺寸

气象气球规格尺寸见表3。试验方法见附录1和附录2。

表３ 规格尺寸

理化性能

4.5.1 气象气球的爆破性能：见表4 规定。试验方法见附录3。

表4 爆破性能

4.5.2 气象气球的拉伸性能：见表5 规定。试验方法见附录4和附录5。

表5　拉伸性能

4.5.3 气象气球的残余氯化钙含量应不大于0.10%。试验方法见附录6。

4.5.4 气象气球臭氧老化：见表6 规定。试验方法见附录7。

表6 臭氧老化时间

标志和代号

除另有规定外，标志内容规定如下：

a). B类气球气球柄应标明规格和生产日期；

b). 包装盒上应标明：产品名称、类别、规格、数量、色别、承制方名称、生产日期；

c). 包装箱上应标明：产品名称、类别、规格、批号、数量、色别、承制方名称、包装日期；

d). 产品检验合格证应标明：产品技术规范代号、产品名称、类别、规格、数量、批号、生产日期、承制方名称和检查员、包装员代号，并盖上承制方和订购方的产品检验合格章；

e). 上述各项标志内容应清晰、完整，且应标注在明显位置。

包装

a). 包装时应排除球内空气，气球内外保持适量隔离剂；

b). A类气球可直接平整地放入内衬有防潮材料纸盒内；B类气球用纸袋或塑料袋单个包装，再装入内衬有防潮材料纸盒内；每盒内装数量规定见表7 。

表7 各规格气球每盒内装数量

装箱

a). 包装箱应结实牢固，能经受搬运中的碰撞、颠簸等，不使气球受到损伤及散落；

b). 包装箱应为有足够强度的硬纸板箱，且内衬有防潮材料；

c). 每个包装箱内装五个纸盒；

d). 每个包装箱内应放入产品检验合格证及产品使用说明书各一份。

运输和贮存

a). 装箱后的气象气球可航空、铁路、公路和水路运输，在运输和贮存过程中应有遮盖物，避免阳光直射、雨雪浸淋，保持清洁干燥，禁止与酸碱、油类、有机溶剂及其它危害橡胶性能的物质接触，并远离热源1米以外；

b). 贮存产品的库房应通风良好，阴凉干燥。室温保持在0℃～35℃，相对湿度70％以下。产品应放置在离地面200mm的架上，堆垛不宜过大，堆垛间应有适当距离，每三个月至少倒垛翻箱一次；

c). 在上述贮存条件下，产品贮存期（质量保证期）为24个月。

检验要求

检验规则

a). 气象气球由生产厂质量检验部门检查合格，并提交中国气象局认定的检验部门验收合格后，附上质量合格证方能出厂。

b). 气象气球分批提交验收，各规格气球批量规定见表8。

表8 气球批量规定

检查项目

定型检验、逐批检验的检验项目、顺序见表9 。

　表9 检查项目

抽样

5.3.1 抽样方案

抽样检验的单位产品为一个气球，采用GB/T 2828.1-2003二次抽样方案和表10中的规定及相应的要求进行抽样、检验和判定检验结果，检查水平(IL)和接收质量限(AQL)见表10 。

表10　检查水平（IL）和接收质量限（AQL值）

5.3.2 A组检验

承制方应按A组检验项目及要求，对气球进行逐个检查。

5.3.3 B组检验

承制方在已通过A组检验的批中抽取样本进行B组检验。

5.3.4 C组检验

在已通过A组和B组检验的批中抽取样本进行C组检验。热空气老化试验至少每三批做一批。

包装检验

目视检查实际包装情况是否符合本需求书第4.6、4.7、4.8条款的要求，按GB/T 2828.1-2003二次抽样方案进行抽样，检查水平(IL)和接收质量限(AQL)见表11。

表11　包装检验

周期检验

5.5.1 有下列情况之一时，应进行周期检验：

a). 正式生产后，当产品的主要设计、工艺、材料有较大改变，可能影响产品质量时；

b). 正常生产时，应每年进行一次检验；

c). 产品停产超过半年后，恢复生产时；

d). 逐批检验结果与上次周期检验结果有较大差异时；

e). 各级政府和行政主管部门提出周期检验要求时。

5.5.2 周期检验的样本应在逐批检验合格的批中随机抽取，所需样本应一次抽足。检验项目、顺序、合格判定按表9检查项目和表10定型检验的规定进行。

5.5.3 若周期检验不合格，应分析原因，找出问题并落实措施，重新进行周期检验。若再次周期检验仍不合格，则应停产整顿，产品停止出厂；已出厂的产品由生产方与订货方协商解决，待解决了问题，周期检验合格后方可恢复逐批检验。

5.5.4 根据订货方的要求生产方应提供周期检验报告。

贮存试验

在每批周期检验产品中抽20个气球做贮存试验，一年后抽10个按周期检验要求对检验项目进行复测。两年后对另10个按周期检验要求对检验项目进行复测。

试验方法

附录1：气象气球质量的测定。

附录2：气象气球线性尺寸的测定。

附录3：气象气球爆破性能的测定。

附录4：气象气球热空气老化试验方法。

附录5：气象气球拉伸性能的测试方法。

附录6：气象气球残余氯化钙的测定。

附录7：气象气球臭氧老化试验方法。

附录1：

气象气球质量的测定

1 原理

用天平或台秤称量气象气球的质量。

2 试验器具

2.1 分度值不大于0.5g的天平；

2.2 分度值不大于2g的天平；

2.3 分度值不大于5g的天平或台秤。

3 试样

气象气球成品。

4 试验步骤

4.1 将气球内多余的滑石粉倒掉，并排出空气。

4.2 在室温条件下将气球放在天平或台秤上称量，记下测得的数值。测量精度按气球规格分为以下三种：

a．250g以下气球精度到0.5g；

b．250～1000g气球精度到2g；

c. 1000g以上气球精度到5g。

5 试验结果

每个气球的质量取一次测量值。

附录2：

气象气球线性尺寸的测定

1 原理

用测量器具测定气象气球的外形线性尺寸。

2 试样

气象气球成品。

3 测量器具

3.1 采用不损害气球表面，分度值不大于1cm或分度值为1mm的量尺。

3.2 分度值不大于0.002mm或更小的厚度计。

4 试验步骤

4.1 球柄长度的测定

将球柄平放在测量台上，用分度值为1mm的量尺测量球柄最短处。

4.2 球柄宽度的测定

将球柄平放在测量台上，用分度值为1mm的量尺，将球柄压平，测量球柄中部的宽度。

4.3 球身长度的测定

排出气球内部空气后，伸直平放在测量台上，在不受外力状态下测量气球球柄根部至气球顶部的距离。球身长度大于1m时，用分度值为1cm的量尺测量，球身长度不大于1m时，用分度值为1mm的尺测量。

4.4 球身厚度测量

用厚度计测量气球各点厚度，球身双层厚度的测定部位在球身四等分的中间两部分，不少于三处，测定各点应在球身周长上等距离分布。

5 试验结果

5.1 每个气球的球柄长度、球柄宽度、球身长度各取值一次。

5.2 取球身双层厚度的最小、最大值为该球身双层厚度的最小值和最大值。

附录3：

气象气球爆破性能的测定

1 原理

在室温条件下通过测定充入气球至破裂时的空气的体积而求得气球的爆破直径。

2 仪器

2.1 300g及以上规格的气球用“探空气球爆破体积测定仪”。本仪器由标准孔板节流装置和差压、压力、温度变送器及控制显示装置等组成。

2.1.1 整个测量仪器的不确定度不大于2.0%。

2.2 300g以下规格的气球用“小球爆破体积测定仪”。本仪器由控制显示装置、节流装置和缓冲罐等组成。

3 试样

气象气球成品。

4 试验步骤

4.1 将气球球柄套在爆破装置的球柄套上并扎紧。气球悬挂于空中，悬挂高度应大于气球爆破时的直径。

4.2 300g及以上规格的气球用“探空气球爆破体积测定仪”测定。

4.3 300g以下规格的气球用“小球爆破体积测定仪”测定。

4.4 充气直至气球破裂。在整个充气过程中，应按规定充气速率和差压值。（90～150）m3/h、差压值控制在（0.2～0.45）MPa内。

5 试验结果

从仪器上读取或仪器打印出来。爆破直径按式（3-1）计算：

word/media/image26_1.png ………………………………（3-1）

式中：D——气球爆破直径，m；

V——气球爆破时的体积，m3；

π——圆周率。

附录4：

气象气球热空气老化试验方法

1 原理

试样在常压下置于规定温度的热空气老化箱内，经一定时间后，测定试样的拉伸性能。

2 试验仪器

2.1 热空气老化箱应符合以下要求：

a) 箱内须装有可转动的试验架，试验架可自由装取。

b) 必须有温度控制装置，其精度为±1℃。

c) 当试验温度为50～100℃范围时，温度分布应符合温度偏差为±1℃的要求。

d) 老化箱应具有连续鼓风装置，箱内空气置换率为3～10次/时。

2.2 厚度计

厚度计由放置试样或制品的平整坚硬的基座平台和一个可在试样或制品上施加规定压力、直径为2mm～10mm的扁平圆形压足组成。

分度值不大于0.002mm或更少的厚度计。

2.3 拉力试验机按HG 2369的规定。

2.4 裁刀按《气象气球拉伸性能的测试方法》3.1的规定。

3 试样

3.1 试样应从气球球身中部（球身四等分的中间两部分），使用2.4规定的裁刀沿气球柄轴线方向裁切，试样应平整，边缘光滑，裁取试样应在球身周长上等距离分布。

3.2 每个样本的试样数量不应少于3片。

4 试验条件

4.1 老化条件为（100±1）℃，8 h。

4.2 试样从老化箱取出后，应在室内自然温度环境下调节16 h。

4.3 不同配方的试样，不应放入同一热空气老化箱中进行试验。

5 试验步骤

5.1 按3.1的规定裁样并编号，测量试样厚度。

5.2 试样在热空气老化试验箱内的间距不小于5mm，试样与箱内壁的距离不小于70mm。

5.3 调节热空气老化试验箱至100℃，把装有试样的试验架放入箱内转轴上，关闭箱门。启动按钮，使试验架转动，使箱内温度5min内达到温度并稳定时，开始计时。计时8 h后，取出试样，在标准温度环境下调节16 h。

5.4 在调节期间内，将试样匀称地置于上、下夹持器上，使拉力均匀分布到横截面上。开启拉力试验机，在整个试验过程中，连续监测试验长度和力的变化，按试验项目的要求进行记录。

6 试验结果

6.1 拉伸强度按式（4-1）计算：

word/media/image28_1.png ………………………………（4-1）

式中：TS——拉伸强度，MPa；

Fm——记录的最大力，N；

W——裁刀狭小平行部分宽度，mm；

t——试验长度部分的厚度，mm。

6.2 拉断伸长率按式（4-2）计算：

word/media/image30_1.png ………………………………（4-2）

式中：Eb——拉断伸长率，%；

Lb——试样断裂时的标距，mm；

L0——试样的初始标距，mm。

6.3 试验结果性能变化率用式（4-3）表示：

word/media/image32_1.png ………………………………（4-3）

式中：P——性能变化率

A——老化后的性能测定值；

B——老化前的性能测定值。

6.4 试验结果也可用老化后诸性能分别表示。

7 试验结果的表示

在所有情况下，试验结果应以每一样本性能的中值表示。

附录5：

气象气球拉伸性能的测试方法

1 原理

在恒速移动的拉力试验机上，将哑铃状标准试样进行拉伸。按要求在不断拉伸试样的过程中或在其断裂时记录所用的拉力以及伸长率。

2 试样

哑铃状试样的形状如图1所示。试样试验长度为25.0±0.5 mm。试样的其他尺寸由裁刀给出（见表1）。

word/media/image34_1.png

图1 哑铃状试样的形状

3 试验仪器

3.1 裁刀和裁片机

裁刀和裁片机应符合GB/T 2941的规定。试验用的1型裁刀尺寸、规格，应符合表1和图2的要求，裁刀狭小平行部分任一点宽度偏差不应超过0.05mm。

表1 裁刀尺寸 单位：mm

3.2 测厚计

测厚计由放置试样或制品的平整坚硬的基座平台和一个可在试样或制品上施加 (22±2) kPa压力、直径为（2～10）mm的扁平圆形压足组成。

分度值不大于0.002mm或更小的厚度计。

3.3 拉力试验机

拉力试验机应符合HG 2369的规定，其测力精度应为B级。还应有转速为500mm/min的装置。

word/media/image37_1.png

注：A到F各尺寸见表1。

图2 哑铃状试样用裁刀

4 试样的数量

每个样本的试样数量不应少于3片。

5 试样的制备

试样应从气球球身中部（球身四等分的中间两部分），使用3.1规定的1型裁刀沿气球柄轴线方向裁切，试样应平整，边缘光滑，裁取试样应在球身周长上等距离分布。

6 样品和试样的调节与标记

6.1 硫化和试验之间的时间间隔

硫化和试验之间的时间间隔应不少于16 h。

6.2 样品的调节

在裁取试样前，气球样品应在9规定的条件下调节至少8 h。

6.3 试样的调节

试样应按GB/T 2941的规定进行调节。

6.4 试样的标记

应用适当的标记器按表1的要求，在试样的狭小平行部分，打上两条平行的标线。每条标线（如图2所示）应与试样中心等距且与试样长轴方向垂直。试样在进行标记时，不应发生变形。

7 试样的测量

用测厚计在试样的中部和试验长度的两端测量其厚度。取三个测量值的中位数计算横截面积。在任何一个试样中，狭小平行部分的三个厚度值均不应超过中位数的2%。若两组试样进行对比，每组厚度中位数不应超出两组的厚度中位数的7.5%。取裁刀狭小平行部分刀刃间距离作为试样的宽度。

8 试验步骤

将试样匀称地置于上、下夹持器上，使拉力均匀分布在横截面上。根据试验需要，可安装一个变形测定装置，开启试验机，在整个试验过程中，连续监测试验长度和力的变化，按试验项目的要求进行记录和计算并精确到±2%。夹持器移动速度应为500mm/min。

如果试样在狭小平行部分之外发生断裂（见图2），则该试验结果应予以舍弃，并应另取一试样重复试验。

注：在测量时，应尽量避免由于视差而带来的误差。

9 试验温度和湿度

试验室温度应为（23±2）℃，相对湿度为（50±10）%。

10 试验结果的计算

10.1 拉伸强度按式（5-1）计算：

word/media/image38_1.png ………………………………（5-1）

式中：TS——拉伸强度，MPa；

Fm——试样断裂时记录的力，N；

W——裁刀狭小平行部分宽度，mm；

t——试验长度部分的厚度，mm。

10.2 拉断伸长率按式（5-2）计算：

　　　　　　　　　　　　 word/media/image39_1.png ………………………………（5-2）

式中：Eｂ——拉断伸长率，%；

Lｂ——试样断裂时的标距，mm；

L0——试样的初始标距，mm。

10.3 定伸应力按式（5-3）计算：

　　　　　　　　　　　　　 word/media/image40_1.png 　 ………………………………（5-3）

式中：Sｅ——定伸应力，MPa；

Fｅ—— 给定应变下记录的力，N；

W——裁刀狭小平行部分宽度，mm；

ｔ——试验长度部分的厚度，mm。

11 试验结果的表示

如果在同一试样上测定几种拉伸应力应变性能，则每种拉伸应力应变性能的试验数据可视为独立得到的，并按此分别予以计算。

在所有情况下，试验结果应以每一样本性能的中值表示。

12　试验报告

试验报告应包括下列内容：

a） 试验依据的标准编号或标准名称；

b） 试验温度和试验室温度；

c） 试样名称、数量、规格和批次；

d） 试验结果；

e） 试验者、审核者；

f） 试验日期。

附录6：

气象气球残余氯化钙的测定

1 原理

用一定量的水煮沸试样，使其残存的氯化钙溶解于水中，由于在碱性条件下（pH≥12）钙离子与钙指示剂形成一种酒红色的络合物，其条件稳定常数小于钙离子与乙二胺四乙酸二钠（EDTA）所形成络合物的条件稳定常数。故在此溶液中滴加EDTA时，原与钙离子络合的钙指示剂被全部释放出来，并呈现出游离钙指示剂的颜色。由EDTA的用量即可计算出试样中氯化钙的含量。

其反应如下：

Ca2+ + In → CaIn

纯蓝 酒红

Ca2+ + Y → CaY

CaIn + Y → CaY + In

酒红 纯蓝

式中：In——钙指示剂；

Y——EDTA。

2 试剂

所有试剂应具有确认的分析纯的质量，在测定过程中所使用的水应为蒸馏水或纯度相当的水。

a) 氢氧化钠：配成2mol/L的溶液；

b) 氯化钠；

c) 钙指示剂：称取1g钙指示剂和100g氯化钠在研钵中充分研匀备用；

d) EDTA（0.01mol/L）标准溶液：取4克EDTA，加1000mL水，加热溶解，冷却，摇匀即可；

e) 三乙醇胺：配成30%的溶液。

3 试样

3.1 试样应从气球中部（球长四等分的中间两部分）裁取。

3.2 将试样抖去隔离剂并剪碎成约2cm×2cm左右。

4 试验步骤

用感量为0.01g 的天平称取剪碎后的试样20g于300ml的烧杯中，加入150ml水。在电炉上加热煮沸5min，并随时搅拌，冷却后过滤于300ml锥形瓶中。每次用20～30ml水洗涤试样3次（用玻璃棒挤压试样），洗涤液过滤后并入锥形瓶的原滤液中，在全部滤液中加入5ml的三乙醇胺及0.1g钙指示剂，用氢氧化钠溶液调节呈酒红色后，再加入5ml氢氧化钠溶液，使滤液的pH值不小于12。用EDTA标准溶液滴定至滤液由酒红色变为纯蓝色即为终点。

5 试验结果

气象气球胶膜中氯化钙含量以质量百分数计，可由（6-1）式求得：

word/media/image42_1.png ………………………………（6-1）

式中：M——EDTA标准溶液的摩尔浓度；

V——滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，ml；

W——试样质量，g；

0.111——每毫摩尔氯化钙的克数。

试验结果取两次测定结果的算术平均值，精确到小数后第二位。两次测定结果的绝对差值不大于0.005%。

附录7：

气象气球臭氧老化试验方法

1 原理

气象气球试样在静态拉伸变形下置于臭氧环境中，与臭氧作用而发生变化，使试样表面产生臭氧龟裂，而导致试样穿孔、断裂。利用人工模拟或强化大气中的臭氧等条件对试样进行试验。可评价该试样的耐臭氧性能。

2 试验装置

臭氧老化试验装置。

2.1 试验箱

试验箱应该是密闭无光照的，能恒定控制试验温度差在±2℃，试验箱室的内壁、导管和安装试样的框架等应使用不易分解臭氧的材料（如铝）制成。试验箱设有观察试样表面变化的窗口，可安装灯光方便检查试样。

2.2 臭氧化空气发生器

可以采用以下任一种臭氧发生器：

a) 紫外灯；

b) 无声放电管。

当采用无声放电管时，为避免氮氧化合物的生成，最好使用氧气。臭氧化氧气或臭氧化空气可用空气稀释到所要求的浓度。用以产生臭氧或稀释用的空气，应先通过活性碳净化，并使其不含有影响臭氧浓度、臭氧龟裂和臭氧测定的污染物。

从发生器出来的臭氧化空气必须经过一个热交换器，并将其调节到试验所规定的温度和相对湿度后才输入试验箱内。

2.3 试样架

在所要求的伸长下用夹具固定试样的两端，与臭氧化空气接触时，试样的长度方向要与气流方向基本平行。夹具应由不容易分解臭氧的材料（如铝）制成。

3 试样

3.1 按《气象气球拉伸性能的测试方法》3.1规定的裁刀裁取试样。

3.2 试样应从气球球身中部（球身四等分的中间两部分），使用3.1规定的裁刀沿气球柄轴线方向裁切，试样应平整，边缘光滑，裁取试样应在球身周长上等距离分布。

3.3 每个样本的试样数量不应少于5片。

4 试验条件

4.1 臭氧浓度为（30±5）×10-8体积份（30±5MPa）。

4.2 试验箱内温度为40±2℃。

4.3 试验箱内含臭氧空气的平均流速不小于8mm/s，最适宜流速为12～16mm/s。

4.4 气球试样在拉伸500%的条件下进行臭氧老化。

5 试样调节

5.1 未拉伸试样的调节

试样硫化后到进行试验之间的最短时间间隔不少于16 h。

5.2 拉伸试样的调节

拉伸后试样应在标准温度的无光、基本无臭氧试验室中调节至少48 h。

6 试验步骤

6.1 试样按5.1的规定调节。

6.2 标好试样的标距线，在试样夹持器上将试样拉伸至要求的伸长率，再按5.2的规定进行调节。

6.3 开启臭氧试验机，设定试验温度和臭氧浓度。

6.4 当试验温度和臭氧浓度达到设定值时，将试样放入试验箱内，开始计时。

6.5 定期观察试样的表面变化，并记录试样出现严重龟裂或断裂的时间。

7 试验结果

记下试样出现严重龟裂或断裂的时间，及其个数和编号。

8 试验结果的表示

在所有情况下，试验结果应以每一样本性能的中值表示。

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/850613bd82c4bb4cf7ec4afe04a1b0717ed5b366.html