JJF 1934-2021 超声波风向风速测量仪器校准规范

中华人民共和国国家计量技术规范

JJF1934—2021

超声波风向风速测量仪器校准规范

CalibrationSpecificationforUltrasonicAnemometers

2021-12-08发布2022-06-08实施

国家市场监督管理总局发布

JJF1934—2021

目录

引言

………………………(Ⅱ)

范围

1……………………(1)

引用文件

2………………(1)

术语和计量单位

3………………………(1)

术语

3.1…………………(1)

计量单位

3.2……………(1)

概述

4……………………(1)

计量特性

5*……………(2)

风速示值误差

5.1………………………(2)

风向示值误差

5.2………………………(2)

风速方向误差

5.3………………………(2)

校准条件

6………………(2)

环境条件

6.1……………(2)

计量标准测量设备及其他设备

6.2……………………(2)

校准项目和校准方法

7…………………(3)

校准项目

7.1……………(3)

校准方法

7.2……………(3)

校准结果的表达

8………………………(4)

复校时间间隔

9…………(5)

附录标准风速值计算方法

A…………(6)

附录超声波风向风速测量仪器校准记录参考格式

B()…………(7)

附录校准证书参考格式

C()………(8)

附录风速测量不确定度评定示例

D…………………(11)

附录风向测量不确定度评定示例

E…………………(16)

Ⅰ

JJF1934—2021

引言

国家计量校准规范编写规则通用计量术语及定义

JJF1071《》、JJF1001《》、

测量不确定度评定与表示共同构成支撑本规范编写工作的基础性系列

JJF1059.1《》

规范

。

本规范为首次发布

。

Ⅱ

JJF1934—2021

超声波风向风速测量仪器校准规范

1范围

本规范适用于测量二维风场的超声波风向风速测量仪器的校准

。

2引用文件

本规范引用了下列文件

:

轻便三杯风向风速表

JJG431—2014

气象仪器术语

QX/T8—2002

气象低速风洞性能测试规范

QX/T84—2007

凡是注日期的引用文件仅注日期的版本适用于本规范凡是不注日期的引用文

,;

件其最新版本包括所有的修改单适用于本规范

,()。

3术语和计量单位

术语

3.1

风向

3.1.1winddirection

风的来向

。

来源定义

[:QX/T8—2002,5.4.2]

风速

3.1.2windspeed

单位时间内空气移动的距离

。

来源定义

[:QX/T8—2002,5.4.3]

超声波风向风速测量仪器

3.1.3ultrasonicanemometer

根据超声波在空气中的传播速度随风速的变化而改变的原理制成的测风仪器

。

来源定义

[:QX/T8—2002,5.4.46]

风速方向特性

3.1.4directionalresponse

超声波风向风速测量仪器垂直安装在水平方向的某一固定风速下从任何方向测

,,

量所引起的误差

。

计量单位

3.2

风速计量单位为米每秒风向计量单位为度

(m/s);(°)。

4概述

超声波风向风速测量仪器是利用发送声波脉冲测量接收端的时间或频率多普勒

,(

变换差别来计算风速和风向的测量传感器或测量仪器其外观示意如图所示

)。1。

超声波风向风速测量仪器通常由发送端接收端支架数据采集等部分组成发

、、、。

送端和接收端在一定的距离上成等距平行发送端发出声波在顺向或逆向风的作用

,,

1

JJF1934—2021

下接收端接收到的时间就会产生时间差利用这一时间差可以理论推导出风速通

,,,。

过几组发送端和接收端的交替发射和接收可以计算出不同方向上声传播的时间差再

,,

计算正交的风速分量然后合成风向风速

,。

图超声波风向风速测量仪器外观示意图

1

5计量特性*

风速示值误差

5.1

风速及以下风速示值误差不超过风速以上风速示值误

15m/s±0.5m/s,15m/s

差不超过

±3%。

风向示值误差

5.2

风向示值最大允许误差不超过

±3°。

风速方向误差

5.3

超声波风向风速测量仪器垂直安装在水平方向风速下任何方向下风速

,10m/s,

示值误差不超过

±0.5m/s。

注:以上指标不作为合格性判据,仅供参考。

*

6校准条件

环境条件

6.1

温度

:(15~30)℃;

相对湿度不大于

:85%;

大气压力

:(500~1050)hPa。

计量标准测量设备及其他设备

6.2

测量设备及其他设备主要技术指标见表

1。

2

JJF1934—2021

表1标准器及配套设备

分类名称主要技术指标

皮托静压管K取值范围U不大于

(0.999~1.002),rel0.5%

标准器微差压计最大允许误差不大于

0.5Pa

角度编码器分度误差不大于

0.1°

温度仪最大允许误差不大于

0.5℃

湿度仪最大允许误差不大于

8.0%

气压计最大允许误差不大于

配套设备2hPa

稳定性

≤0.5%

风洞均匀性

≤1.0%

气流偏角

≤1.0°

7校准项目和校准方法

校准项目

7.1

校准项目及对应的校准方法条款见表

2。

表2校准项目表

校准项目校准方法对应条款

风速示值校准方法见

7.2.3

风向示值校准方法见

7.2.4

风速方向特性校准方法见

7.2.5

注:可根据实际应用需要,选择要校准的计量特性项目。

校准方法

7.2

校准前准备

7.2.2

外观检查

7.2.2.1

用目测的方法对超声波风向风速测量仪器的外观和结构进行检查并记录

,。

标准器的安装

7.2.2.2

将标准皮托静压管牢固安装在风洞试验段流场均匀区内皮托静压管的总压孔应朝

,

向风的来向皮托静压管探头与风洞轴线平行皮托静压管的总压接头静压接头分别

,。、

与微差压计的测试端参考端通过管路相连

、。

超声波风向风速测量仪器的安装

7.2.2.3

将超声波风向风速测量仪器垂直固定在风洞底座的水平旋转平台上调节高度使超

,

声波风向风速测量仪器感应部分位于风洞试验段截面积中心位置超声波风向风速测量

,

仪器位于皮托静压管测量探头后端相对气流来向超声波风向风速测量仪器与皮托

()。

静压管探头的距离应不小于

100mm。

3

JJF1934—2021

风速示值

7.2.3

风速校准点也可根据要求自

:2m/s、5m/s、10m/s、15m/s、20m/s,30m/s。

主选择校准点

。

转动旋转平台将测风仪风向朝向风的来向在每个风速校准点风速稳定后

0°。,,

记录微压计示值和工作段内温度湿度及气压值计算标准风速值计算方法见附录

、,(

同时记录超声波风向风速测量仪器的风速示值作为该风速校准点的被测风速值

A),。

各风速校准点风速示值误差计算见公式

(1)。

v=v′-v

Δ(1)

式中

:

v风速示值误差

Δ———,m/s;

v′被测风速值

———,m/s;

v标准风速值

———,m/s。

风向示值

7.2.4

风向校准点也可根据要求自主选

:0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、315°。

择校准点

。

在风速下按照风向校准点顺序转动旋转平台风速稳定后记录标准风

10m/s,。,

向值同时记录超声波风向风速测量仪器风向示值作为被测风向值

,。

各风向校准点风向示值误差计算见公式

(2)。

D=D′-D

Δ(2)

式中

:

D风向示值误差

Δ———,(°);

D′被测风向值

———,(°);

D标准风向值

———,(°)。

风速方向特性

7.2.5

在风速下从开始以为间隔顺序转动旋转平台至也可根

10m/s,0°,22.5°360°,

据超声波风向风速测量仪器的机械结构特点自主选择旋转角度

。

在每个风向点记录微压计示值和工作段内温度湿度及气压值计算标准风速

,、,,

同时记录超声波风向风速测量仪器的风速示值作为被测风速值

。

各风向点风速方向误差计算见公式

(1)。

8校准结果的表达

校准结果应在校准证书上反映校准证书内页格式参考附录校准证书至少应

(D)。

包括以下信息

:

标题校准证书

a)“”;

实验室名称和地址

b);

进行校准的地点如果与实验室的地址不同

c)();

证书的唯一性标识如编号每页及总页数的标识

d)(),;

客户的名称和地址

e);

4

JJF1934—2021

被校对象的描述和明确标识

f);

进行校准的日期如果与校准结果的有效性和应用有关时应说明被校对象的

g),,

接收日期

;

如果与校准结果的有效性或应用有关时