風(fēng)速儀的校準(zhǔn)是通過與已知精度的標(biāo)準(zhǔn)參考裝置對(duì)比,修正儀器測(cè)量wu差、確保數(shù)據(jù)可靠性的關(guān)鍵步驟。根據(jù)校準(zhǔn)場景和精度要求,可分為專業(yè)實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)(quan威)、現(xiàn)場對(duì)比校準(zhǔn)(便捷) 和簡易自檢校準(zhǔn)(初步排查) 三類,核心邏輯是 “以標(biāo)準(zhǔn)值為基準(zhǔn),量化并修正儀器偏差"。以下是具體操作方法及注意事項(xiàng):
專業(yè)校準(zhǔn)需依托具備資質(zhì)的計(jì)量實(shí)驗(yàn)室(如國家 / 地方計(jì)量測(cè)試研究院、儀器廠家授權(quán)實(shí)驗(yàn)室),利用標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞(可精確控制氣流速度的設(shè)備)完成,適用于對(duì)精度要求高的場景(如氣象觀測(cè)、工業(yè)質(zhì)控、科研實(shí)驗(yàn))。
儀器信息整理:記錄風(fēng)速儀型號(hào)、出廠編號(hào)、上次校準(zhǔn)日期、量程范圍、標(biāo)注精度等級(jí)(如 ±2% FS),明確本次校準(zhǔn)需求(如全量程校準(zhǔn)、特定風(fēng)速段校準(zhǔn))。
儀器狀態(tài)檢查:
機(jī)械型(螺旋槳 / 杯式):確認(rèn)葉片無變形、卡頓,軸承轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,無明顯磨損。
熱線型:檢查熱線探頭無油污、灰塵覆蓋,連接線完好,溫度補(bǔ)償功能正常。
超聲波型:清理探頭表面污漬、遮擋物,確保超聲波發(fā)射 / 接收通道wu故障。
校準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)定:根據(jù)風(fēng)速儀量程選擇 5-8 個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)(覆蓋全量程,重點(diǎn)包含常用測(cè)量段),例如量程 0-30m/s 的風(fēng)速儀,可設(shè)定校準(zhǔn)點(diǎn)為:0.5m/s(低風(fēng)速)、5m/s、10m/s、15m/s、20m/s、25m/s、30m/s(滿量程)。
標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)洞:實(shí)驗(yàn)室核心設(shè)備,能產(chǎn)生穩(wěn)定、均勻、可精確調(diào)節(jié)的氣流,分為 “吸入式風(fēng)洞"(氣流穩(wěn)定度高,適合低風(fēng)速校準(zhǔn))和 “開路式風(fēng)洞"(量程大,適合高風(fēng)速校準(zhǔn))。
標(biāo)準(zhǔn)參考儀器:需經(jīng)國家計(jì)量認(rèn)證(CMC 標(biāo)志)、在校準(zhǔn)有效期內(nèi),通常為:
安裝與預(yù)熱
將被校風(fēng)速儀的傳感器(探頭 / 螺旋槳)固定在風(fēng)洞測(cè)試段的中心位置,確保傳感器正對(duì)氣流方向,且周圍無遮擋(避免氣流擾動(dòng))。
同時(shí)安裝標(biāo)準(zhǔn)參考儀器,兩者間距不超過 10cm,處于同一氣流截面,確保測(cè)量的是同一股氣流。
接通被校儀器和標(biāo)準(zhǔn)儀器電源,預(yù)熱 15-30 分鐘(尤其是熱線型和超聲波型,需待電子元件穩(wěn)定)。
逐點(diǎn)校準(zhǔn)測(cè)量
按設(shè)定的校準(zhǔn)點(diǎn),從低風(fēng)速到高風(fēng)速依次調(diào)節(jié)風(fēng)洞風(fēng)速,待氣流穩(wěn)定(標(biāo)準(zhǔn)儀器顯示值波動(dòng)≤±0.1m/s,持續(xù) 30 秒)后,記錄被校儀器的顯示值(記為X?
)和標(biāo)準(zhǔn)儀器的標(biāo)準(zhǔn)值(記為S?
)。
每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)重復(fù)測(cè)量 3 次,取平均值(X_avg
和S_avg
),避免偶然wu差。
完成高風(fēng)速點(diǎn)后,需從高風(fēng)速到低風(fēng)速反向復(fù)測(cè) 1 次(檢查儀器回程wu差,尤其機(jī)械型風(fēng)速儀可能存在軸承滯后)。
數(shù)據(jù)處理與wu差計(jì)算
絕對(duì)wu差:Δ = X_avg - S_avg
(正值表示儀器顯示偏大,負(fù)值表示偏?。?/p>
相對(duì)wu差:δ = (Δ / S_avg) × 100%
(判斷是否超出儀器標(biāo)注的精度范圍)
對(duì)每個(gè)校準(zhǔn)點(diǎn)計(jì)算絕對(duì)wu差和相對(duì)wu差:
示例:某工業(yè)級(jí)風(fēng)速儀標(biāo)注精度 ±5%,在 10m/s 校準(zhǔn)點(diǎn),標(biāo)準(zhǔn)值S_avg=10.0m/s
,被校儀器平均值X_avg=10.3m/s
,則絕對(duì)wu差Δ=0.3m/s
,相對(duì)wu差δ=3%
,符合精度要求。
若wu差超出允許范圍,實(shí)驗(yàn)室會(huì)通過儀器內(nèi)部的校準(zhǔn)程序(如調(diào)節(jié)電子元件參數(shù)、修正機(jī)械傳動(dòng)比)或出具 “修正因子表",讓用戶在后續(xù)測(cè)量中通過公式修正(如實(shí)際風(fēng)速 = 儀器顯示值 × 修正因子
)。
出具校準(zhǔn)報(bào)告
被校儀器信息(型號(hào)、編號(hào)、校準(zhǔn)日期、有效期,通常為 1-2 年);
校準(zhǔn)依據(jù)(如國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 19077-2010《風(fēng)速儀》);
各校準(zhǔn)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)值、被校值、wu差、修正因子;
校準(zhǔn)結(jié)論(合格 / 不合格 / 限用范圍)。
校準(zhǔn)完成后,實(shí)驗(yàn)室會(huì)出具帶有CMC 標(biāo)志的校準(zhǔn)證書,包含以下核心信息:
當(dāng)風(fēng)速儀安裝在現(xiàn)場(如塔吊、氣象站觀測(cè)塔、通風(fēng)管道),無法拆卸送檢時(shí),可采用 “現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比法",核心是用經(jīng)校準(zhǔn)的便攜式標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速儀作為參考,在同一環(huán)境下同步測(cè)量。
參考儀器:需為 “二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速儀"(如精度 ±1.5% 的超聲波風(fēng)速儀),且在校準(zhǔn)有效期內(nèi)(優(yōu)先選擇剛校準(zhǔn)完 3 個(gè)月內(nèi)的儀器)。
環(huán)境要求:選擇氣流穩(wěn)定的時(shí)段(避免暴雨、強(qiáng)陣風(fēng)、渦流區(qū)),測(cè)量點(diǎn)需開闊(遠(yuǎn)離建筑物、樹木、管道彎頭,確保氣流均勻)。
安裝定位:將便攜式標(biāo)準(zhǔn)風(fēng)速儀與被校風(fēng)速儀的傳感器安裝在同一高度(wu差≤5cm)、同一水平線上(間距 1-2 米,避免相互遮擋氣流),兩者均正對(duì)來風(fēng)方向(機(jī)械型需手動(dòng)對(duì)準(zhǔn),超聲波型無需額外調(diào)整)。
同步測(cè)量:待兩臺(tái)儀器顯示穩(wěn)定后(波動(dòng)≤±0.2m/s),每隔 1 分鐘記錄 1 組數(shù)據(jù),連續(xù)記錄 10 組,分別計(jì)算兩者的平均值(X_被校_avg
和X_標(biāo)準(zhǔn)_avg
)。
wu差判斷:計(jì)算相對(duì)wu差δ = |(X_被校_avg - X_標(biāo)準(zhǔn)_avg) / X_標(biāo)準(zhǔn)_avg| × 100%
,若δ
≤被校儀器標(biāo)注精度,則判定為 “現(xiàn)場校準(zhǔn)合格";若超出,需標(biāo)記wu差范圍,或聯(lián)系廠家遠(yuǎn)程調(diào)試(部分智能風(fēng)速儀支持通過軟件修正)。
避免在 “非穩(wěn)態(tài)氣流" 中校準(zhǔn)(如十字路口、狹窄通道),此類環(huán)境的局部風(fēng)速波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致對(duì)比wu差增大。
對(duì)于管道內(nèi)風(fēng)速儀(如通風(fēng)管道),需選擇管道截面的 “均勻流段"(距管道彎頭、閥門 5 倍管徑以上的位置),且標(biāo)準(zhǔn)儀器和被校儀器需在同一截面的不同測(cè)點(diǎn)(按管道風(fēng)速測(cè)量規(guī)范,取多個(gè)測(cè)點(diǎn)平均值對(duì)比)。
簡易校準(zhǔn)無法替代專業(yè)校準(zhǔn),僅用于快速判斷風(fēng)速儀是否存在明顯故障(如傳感器卡頓、數(shù)據(jù)漂移),適合家用、便攜式風(fēng)速儀的日常檢查。