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風速傳感器檢定工作總結
發布時間：2019-09-09瀏覽次數：2627返回列表
風速類檢定或校準的項目包括輕便三杯風向風速表、輕便磁感風速表、通風干濕表通風器、電接風向風速儀、皮托管、礦用風速表、風向風速傳感器等。省100個自動氣象站配備的風向風速傳感器的檢定工作，是每年計量檢定工作的重點。該總結詳細介紹了大探中心風速實驗室開展的風速傳感器的檢定依據和流程。
一、風速傳感器檢定依據
氣象部門風速傳感器的檢定工作嚴格按照JJG（氣象）004-2011自動氣象站風向風速傳感器檢定規程的要求開展，下面對該規程做簡要介紹。
1、概述
該規程經氣象局于2011年6月13日批準，并于2011年10月1日起施行，適用于風速傳感器的次檢定、后續檢定及修理后的檢定。風速傳感器檢定以“m/s”作為計量單位。
2、風速傳感器計量性能、要求
測量范圍：（0～60）m/s
分辨力：0.1m/s
zui大允差：±（0.5+0.03V）m/s(注：V為指示風速)
啟動風速：≤0.5m/s
傳感器外型結構應完好，風杯無明顯變形，轉軸豎直時其轉動應平穩、靈活。轉軸呈水平狀態時，風杯應能隨遇平衡。傳感器表面不應有明顯凹跡、外傷、裂縫、變形等現象，表面涂層不應起泡、龜裂和脫落，金屬件不應有嚴重銹蝕及其它機械損傷。風向指北標記應明顯，不能脫落。傳感器應有型號、出廠編號等明顯標志。
3、計量器具和裝備
3.1標準器
皮托靜壓管、數字微壓計。
3.2檢定設備
回直路低速風洞，風速范圍：（0.1~30）m/.s。
4、檢定流程
4.1外觀檢查按照要求進行外觀檢查。用目測方法檢查風向、風速傳感器外型結構是否完好;傳感器表面不應有明顯的凹跡、外傷、裂縫、變形。傳感器型號、出廠編號是否清晰, 對于使用過的風向風速傳感器,應重點檢查風向、風速傳感器外表面是否有裂紋等缺陷。
4.2示值誤差檢定經過外觀檢查合格的風速傳感器,才能進行示值誤差檢定,包括啟動風速檢定和示值誤差檢定。將皮托管和風速傳感器安裝于風洞實驗段內,皮托管的總壓輸出和靜壓輸出分別連至數字微壓計的總壓和靜壓輸入端口上,風速傳感器輸出端連至采集器(頻率)的輸入端子上打開數字微壓計、采集器電源開關,預熱5min后開始啟動風速和風速示值檢定。
4.3風速檢定點選擇風速檢定點為:2?m/s、5?m/s、10?m/s、15?m/s、20m/s、25?m/s、30m/s。
4.4風速示值檢定當風速點調好后,穩定lmin后用風速參數數據采集器自動采集微壓計的實測風壓值(Pa)、流場溫度值(℃)、流場濕度值(%RH)和室內大氣壓力值(hPa),用數據采集器讀取(采集)被檢風速傳感器的輸出值(如果輸出值是頻率信號,應根據風速方程轉換成風速值),?根據實測風速計算公式,計算出風速檢定點上的實測風速值。檢定開始前和檢定結束后,分別讀取(采集)環境條件的平均值作為檢定時的環境條件,填寫到檢定記錄表格中。
4.5風速示值誤差計算用被檢風速傳感器在風速檢定點上的指示風速減去實測風速，得出風速檢定點上的測量誤差（示值誤差），再將風速檢定點上的指示風速值代入要求中給出的風速zui大允許誤差計算公式，得出風速檢定點上的允許誤差值。當被檢風速傳感器，在風速檢定點上的測量誤差均小于被檢風速傳感器在風速檢定點上的允許誤差值時視為合格，否則應對風速傳感器進行維修，維修后的風速傳感器應按規程要求重新檢定。重新檢定仍不合格者，作為不合格處理并換。
4.6檢定結果處理經檢定合格的風速傳感器，發給檢定證書。檢定不合格的風速傳感器，發給檢定結果通知書，并在檢定結果通知書中注明示值誤差不合格對應的風速檢定點。
4.7檢查周期風速傳感器的檢定周期一般為2年。但有以下情況時須提前送檢。
（1）自動氣象站數據采集器經過維修或換后。
（2）當發現風速測量值出現異常時。
二、省自動站風速傳感器配置情況
現階段省氣象站配備有風速傳感器共100套，其中65個站使用無錫廠的ZQZ-TF型風速傳感器；31個基準、基本站使用芬蘭VAISALA的WAA151型風速傳感器；尖扎、湟源、化隆、平安等4個站使用天津氣象儀器廠的EL15-1A型風速傳感器。2018年實驗室共完成自動站風速傳感器檢定80套，出具檢定證書34份，結果通知書46份。
ZQZ—TF型測風傳感器由風速傳感器和風向傳感器組成。風杯由工程塑料注塑成型，風向標尾翼板用輕、強度高、剛性好在高溫高壓條件下成型的非金屬材料制造。配備到省65個DZZ4型站，測量范圍（0~75）m/s，啟動風速≤0.5m/s。
EL15-1A型杯式風速傳感器利用風杯部件作為感應部件，其感應部件隨風旋轉并帶動風速碼盤進行光電掃描，輸出相應的電脈沖信號.應用于氣象、環保、交通及國軍事等領域。測量范圍（0.3~60）m/s，啟動風速≤0.5m/s。
三、風速傳感器檢定裝備及配套設備介紹
1、低速風洞
大探中心計量檢定科風速實驗室目前使用的風速檢定設備是鞍山光學儀表廠制造的DZS-Ⅱ型低速風洞，該風洞的控制系統由變頻器及變頻器控制箱組成，通過對變頻器及變頻器控制箱的操作，可以實現定點測量、起動風速測量。它具有度高、操作方便、調速平穩、運行等特點，并具有過流、過壓、欠壓、過熱等保護功能。
主要參數與性能指標：
基本尺寸： 試驗段：φ500mm 第二試驗段：φ300mm
總重量：1200Kg
流場風速測量范圍：0～40m/s 試驗段：0.2～11m/s，第二試驗段：0.5～20m/s
風速比：N≈2.78
氣流均勻性：8V≤1％
氣流穩定性：8S≤0.5%
溫度范圍：5~35℃
電源：380V（+10%～-15%）50Hz
電機功率：2.2KW
2、標準器及主要配套設備
風實驗室現使用L型皮托靜壓管和2101數字壓力計作為標準器，皮托管每5年送檢，數字壓力計每1年送檢。
四、實驗室操作流程
1、檢查設備狀態
檢查配套設備的連接情況，包括檢查皮托管連接是否正常，皮托管和微壓計連接是否正常，采集器接線連接是否正常，查看電源線連接情況，若正常即可開啟電源開關。
2、檢查傳感器外觀
檢查傳感器外觀是否有破損，手動轉動風杯，觀察風杯轉動是否正常，連接通訊線，觀察風杯轉動和示值是否線性一致，手動轉動速度一般情況下不大于12m/s，靠近耳朵，辨別轉動時是否有雜音和摩擦聲，并做記錄。
3、安裝傳感器
將外觀檢查合格的傳感器安裝到風洞試驗段，目前使用的傳感器有三種，分別對應不同的底座和采集線接頭，選擇合適的底座和接線，接線狀態的情況下通過底座固定，使其穩定不晃動。
4、示值測量
打開風洞和控制器，開啟微壓計、表、采集器的電源后，待數字微壓計穩定到0.00pa左右時，記錄檢定系統中溫度、氣壓、濕度的值作為初始值，隨后啟動檢定系統。在原始記錄登記表中完整記錄每個檢定點的示值風速和實測風速。
五、風速檢定系統
目前風實驗室使用佐格通信設備有限公司和昆山市三維換熱器有限公司的兩套檢定系統。
1、昆山AAVS風速傳感器自動檢定系統
是昆山市三維換熱器有限公司為風洞項目開發的風速風向檢測軟件，配合硬件完成對風洞的測控，主要實現風速、風向的檢測，本系統根據設定風速能夠快速的控制風速到設定值并滿足度控制要求。它集自動工作方式、半自動工作方式及風向角度檢定等功能于一體，兼容微軟Windows 2000/NT/XP/2003系統，提供友好的用戶界面，操作直觀、便捷。
AAVS風速傳感器自動檢定系統的主要功能特點：自動工作方式 系統能夠實現數據采集、數據處理、數據存儲，每一檢定點即時實現風速的自動修正（包括阻塞修正）及自動氣象站風速傳感器檢定過程的自動控制（風速超過啟動風速zui大值0.6m/s后，超過穩定時間，風速傳感器未能啟動，則自動中斷檢定）。檢定結束后，自動打印本次檢定結果；zui后根據需要即時打印出檢定證書或留待以后集中打印。
半自動工作方式 該工作方式除人工從鍵盤輸入被檢儀器的讀數值外，其他基本與自動工作方式一致。
具體操作如下：
軟件運行后先出現如下初始窗口：
選擇相應生產廠家的風速傳感器的檢定模塊，進入程序自動檢定窗口，現以“風速傳感器/長春廠”為例說明，點擊“風速傳感器/長春廠”將出現如下窗口：
在儀器編號框內輸入檢定儀器編號，點擊按鍵，則面板上相應框內將顯示相應的儀器編號，儀器信息通過設置面板錄入。
點擊“控制”菜單欄內的“開始”控件，開始風速點的檢定，當啟動成功，如下圖所示，將自動檢定下一個檢定點，如下圖所示：
2、佐格V2.15風洞自動檢定系統
V2.15是佐格儀器開發的風洞自動檢定系統，相比AAVS風速傳感器自動檢定系統，該系統在界面優化，系統功能等方面存在。但目前系統運行穩定性存在問題，軟件版本升后仍無法解決現存的問題。
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