DB15∕T 2766-2022 叶轮式风速表测试方法(内蒙古自治区).pdf

ICS 07.060 CCS A 47 15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 27662022 叶轮式风速表测试方法 Test method for fanning mill anemometer 2022-08-30 发布 2022-09-30 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 DB15/T 27662022 I 目次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 测试条件 . 1 实验室环境条件 . 2 测试用仪器设备 . 2 5 测试步骤 . 2 测试前的准备 . 2 风速测试 . 3 数据处理 . 3 测试结果处理 . 4 6 测试报告 . 4 附录 A（规范性） 标准风速计算方法 . 5 附录 B（资料性） 叶轮式风速表测试报告及测试记录格式示例 . 6 参考文献 . 10 DB15/T 27662022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。 本文件由内蒙古自治区气象局提出并归口。 本文件起草单位：内蒙古自治区大气探测技术保障中心、内蒙古自治区气象信息中心、呼伦贝尔市气象局。 本文件主要起草人：马修才、郑树芳、陈亚军、牛永红、闫平、陈利华、重阳、温晓辉、郭海平、刘海珍、扎力根。 DB15/T 27662022 1 叶轮式风速表测试方法 1 范围 本文件规定了叶轮式风速表风洞实验室测试方法。 本文件适用于测量范围上限为30 m/s的叶轮式风速表启动风速和风速示值的测试。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中， 注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 8170 数值修约规则与极限数值的表示和判定 QX/T 23 旋转式测风传感器 3 术语和定义 GB/T 37467、JJG 431界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 叶轮式风速表 fanning mill anemometer 以围绕水平轴旋转的叶轮为风速感应器的风速表。 来源：GB/T 374672019，3.1.4，34 叶轮启动风速 starting wind velocity of vane 叶轮由静止开始变为能够连续转动且风速表能显示速度变化的最低风速。 阻塞比 blockage ratio 风洞试验段内风速表（包括安装支架）迎风面积与试验段均匀区横截面积之比。 来源：JJG 4312014，3.1.3，有修改 标准风速 standard wind velocity 用于确定风速表启动风速和示值误差的参考风速。 4 测试条件 DB15/T 27662022 2 实验室环境条件 测试时，风洞实验室环境条件应在如下范围内： 空气温度：15 30 ； 相对湿度：不大于 85%； 大气压力：500 hPa1060 hPa。 测试用仪器设备 测试用仪器设备包括标准器和配套设备，需经过有效溯源，其主要技术指标和用途见表1。 表1 测试用仪器设备主要技术指标和用途 类别 名称 主要技术指标 用途 标准器 皮托静压管 校准系数：0.9971.003 测量气流总压和静压之差以确定气流速度 数字微压计 测量范围：0 Pa2500 Pa，最大允许误差：0.5 Pa 配套设备 风洞 测量范围：0.2 m/s30 m/s，均匀性不大于 1%，稳定性不大于 0.5%，阻塞比不大于 0.05 控制气流，模拟风速表周围气体流动情况 温度计 测量范围：0 50 ，最大允许误差：0.5 测量风洞流场温度 湿度计 测量范围：10% RH95% RH，最大允许误差：8.0% RH 测量风洞流场湿度 气压计 测量范围：500 hPa1100 hPa，准确度等级：0.2 级及以上 测量风洞流场气压 5 测试步骤 测试前的准备 5.1.1 外观检查 测试前通过目测和实操检查被测试风速表， 其叶轮应无变形及严重磨损， 风速表各部件插接应牢固，不应有松动现象。 5.1.2 机械性能检查 风速表叶轮转动平面与风速表中心轴线应相互垂直， 风速表迎风面处于水平状态时， 叶轮应能随遇平衡； 吹动风速表叶轮时， 叶轮转动应灵活平稳并随遇平衡， 不应有轴向跳动或径向摆动； 停止吹动后，叶轮应能缓慢减速并自然停止在任意位置。 5.1.3 电性能检查 风速表各功能键应能正常工作，不应有影响测量性能的缺陷；通电后风速表显示应清晰完整，当叶轮静止时显示值应为零，缓缓吹动叶轮时，显示值发生变化且不应有不规则跳变。 5.1.4 阻塞比的计算和检查 将被测风速表（包括安装支架）在迎风方向上的投影面积除以风洞试验段均匀区横截面积，其比值不大于0.05时，方可进行后续测试。 5.1.5 测试用仪器设备的准备 DB15/T 27662022 3 将皮托静压管牢固安装在风洞试验段均匀区内， 皮托静压管测头轴线应与风洞试验段轴线平行， 并朝向气流的来向。皮托静压管的总压接口、静压接口分别用软管与数字微压计的测试端、参考端连接。数字微压计通电预热并调零，使其显示值保持稳定。 5.1.6 被测试风速表的安装 在风洞试验段均匀区内，将被测试风速表牢固安装到皮托静压管后方（距离应不少于150 mm），风速表迎风面应垂直于气流的来向。对于明确标出测风来向的风速表，其标记方向应与气流的来向一致，没有明确标明测风来向的风速表，可任选一面作为迎风面。 风速测试 5.2.1 启动风速测试 记录实验室环境温度、 湿度、 气压值和数字微压计的初始示值。 调节风洞使风速从零开始缓慢增大，当被测试风速表叶轮由静止开始变为持续转动，且风速表能显示速度变化时，停止调节风洞，记录此时数字微压计示值和试验段内空气温度、湿度及气压值，停止风洞运行，待其风速为零时，记录此时数字微压计的示值（记为结束示值），数字微压计初始示值与结束示值之差的绝对值不超过0.5 Pa时，启动风速测试结果有效。按上述步骤重复操作、记录3次。 5.2.2 风速示值测试 5.2.2.1 测试点的选择 在叶轮式风速表测量范围内均匀选取至少7个测试点，其中应包含测量范围上限点。对于测量范围上限为20 m/s的风速表，测试点可选择为2 m/s、5 m/s、8 m/s、10 m/s、12 m/s、15 m/s、20 m/s，对于测量范围上限为30 m/s的风速表，测试点可选择为2 m/s、5 m/s、10 m/s、15 m/s、20 m/s、25 m/s、30 m/s，也可根据需求适当改变或增加测试点。 5.2.2.2 测试过程 记录数字微压计的初始示值,按照风速从小到大的顺序，依次调节风洞风速到各指定测试点，待风速稳定1 min后，每20 s依次记录1次数字微压计示值、风洞试验段内空气温度、湿度及气压值和风速表示值，每个测试点重复测量、记录6次。 当所有测试点测试完毕，停止风洞运行，待其风速为零时，记录此时数字微压计的示值（记为结束示值）和实验室环境温度、湿度及气压值。数字微压计初始示值与结束示值之差的绝对值小于等于0.5 Pa时，测试结果有效。 数据处理 5.3.1 数据处理原则 数据修约规则按照GB/T 8170相关规定执行。计算结果保留的小数位数应与被测试风速表的分辨力精确到的小数位数一致。 示例：对于分辨力为 0.1 m/s 的风速表和分辨力为 0.5 m/s 的风速表，计算结果保留 1 位小数，对于分辨力为 0.01 m/s 的风速表，计算结果保留 2 位小数。 5.3.2 启动风速 将5.2.1中的3次测量数据分别按照附录A中的方法计算得到标准风速，取3次标准风速的算术平均值作为风速表的叶轮启动风速。 DB15/T 27662022 4 5.3.3 示值误差 根据附录A中的方法，代入5.2.2.2中各测试点每次测量得到的数字微压计示值和风洞试验段内空气温度、湿度及气压值计算出标准风速，并根据式（1）算出各测试点的风速表示值误差，以各测试点6次示值误差的算术平均值作为该测试点下风速表示值误差的最终测量结果。 vvv =(1) 式中： v 风速表示值误差，单位为米每秒（m/s）； v 风速表示值，单位为米每秒（m/s）； v标准风速值，单位为米每秒（m/s）。 5.3.4 重复性 根据式（2）计算风速表在各测试点示值测量结果的实验标准偏差作为其重复性。 21()1niiyysn=(2) 式中： s 风速表示值测量结果的实验标准偏差，单位为米每秒（m/s）； i 风速表示值重复测量次数的序号； n 风速表示值重复测量次数； iy 第i次重复测量的风速表示值测量结果，单位为米每秒（m/s）； y风速表示值测量结果的算术平均值，单位为米每秒（m/s）。 测试结果处理 风速表启动风速和示值误差的符合性根据QX/T 23相关要求判断，风速表示值测量结果的重复性不应超过相应测试点风速表最大允许误差绝对值的一半。 6 测试报告 测试完成后出具测试报告，测试报告应包括但不限于以下内容： a) 委托单位（或个人）； b) 被测试仪器名称； c) 被测试仪器型号； d) 被测试仪器出厂编号； e) 测试时间和地点； f) 测试单位和人员； g) 测试所用仪器设备信息； h) 测试时的环境温度、湿度和气压； i) 被测试风速表叶轮启动风速； j) 各测试点的风速表示值误差及重复性； k) 测试结论。 测试报告及测试记录参考格式参见附录 B。 DB15/T 27662022 5 A A 附录A （规范性） 标准风速计算方法 A.1 饱和水汽压 用风洞试验段的空气温度按式（A.1）计算出饱和水汽压： 2()DATBT CTwwepe+=(A.1) 式中： we T温度下的饱和水汽压，单位为帕（Pa）； wp 固定量，量值为1 Pa； A 常量，量值为1.237 884 710-5 K-2； T 风洞试验段内的空气温度，单位为开尔文（K）； B 常量，量值为-1.912 131 610-2 K-1； C 常数，值为33.937 110 47； D常量，量值为-6.343 164 5103 K。 A.2 空气密度 用风洞试验段的空气温度、湿度和气压值按式（A.2）计算出空气密度： 3013.48353 10(0.378)wPHeT=(A.2) 式中： 风洞试验段内的空气密度，单位为千克每立方米（kg/m3）； T 风洞试验段内的空气温度，单位为开尔文（K）； 0P 风洞试验段内的气压，单位为帕（Pa）； H 风洞试验段内的相对湿度，用小数表示； we T温度下的饱和水汽压，单位为帕（Pa）。 A.3 标准风速 将空气密度和微压计示值带入式（A.3）计算出标准风速值： 2 pvK= (A.3) 式中： v 标准风速，单位为米每秒（m/s）； K 皮托静压管系数； p 皮托静压管所测总压和静压差，单位为帕（Pa）； 风洞试验段内的空气密度，单位为千克每立方米（kg/m3）。 DB15/T 27662022 6 B B 附录B （资料性） 叶轮式风速表测试报告及测试记录格式示例 B.1 测试报告封面 图B.1给出了叶轮式风速表测试报告封面参考格式示例。 测试机构名称测试机构名称 测测 试试 报报 告告 报告编号： 委 托 单 位 仪 器 名 称 型 号 / 规 格 出 厂 编 号 制 造 单 位 测 试 时 间 测 试 地 点 批准人员 （测试专用章） 核验人员 测试人员 1 页 共 x 页 图B.1 测试报告封面参考格式 DB15/T 27662022 7 B.2 测试报告说明页 图B.2给出了叶轮式风速表测试报告说明页参考格式示例。 xxxx（测试机构名称）测试报告 报告编号： 1.测试机构资质说明： 2.测试所依据的技术文件： 3.测试用计量标准信息： 名称 测量范围 不确定度或准确度等级或最大允许误差 证书编号 有效期至 4.测试用主要标准器信息： 名称 测量范围 不确定度或准确度等级或最大允许误差 证书编号 有效期至 5.测试时环境条件： 温度： ； 湿度： %RH； 气压： hPa； 第 2 页 共 x 页 图B.2 测试报告说明页参考格式 DB15/T 27662022 8 B.3 测试报告结果页 图B.3给出了叶轮式风速表测试报告结果页参考格式示例。 xxxx（测试机构名称）测试报告 报告编号： 测试结果 1.启动风速测试： 风速表叶轮启动风速为 m/s； 2.风速示值测试： 标准风速 m/s 被测试风速表 风速表示值 m/s 示值误差 m/s 重复性 m/s 3.测试结论：启动风速、示值误差及重复性均符合要求 或 xxx 项不符合要求。 4.备注： 以下空白 声明： 第 3 页 共 x 页 图B.3 测试报告结果页参考格式 DB15/T 27662022 9 B.4 测试记录 图B.4给出了叶轮式风速表测试记录参考格式示例。本示例只给出了单个测试点的测试记录参考格式，实际使用中可根据实际测试点个数进行调整。 叶轮式风速表测试记录 计量标准信息 被测试仪器信息 测试所使用的计量标准 名称： 证书编号： 有效期至： 测量范围： 不确定度或准确度等级或最大允许误差： 测试记录编号： 测试报告编号： 仪器名称： 型号规格： 出厂编号： 制造单位： 委托单位： 测试所使用的主要标准器 名称： 出厂编号： 证书编号： 有效期至： 测量范围： 不确定度或准确度等级或最大允许误差： 1.启动风速测试 微压计初始值 Pa 微压计读数 Pa 温度 湿度 %RH 气压 hPa 空气密度 kg/m3 标准风速 m/s 微压计结束值 Pa 启动风速 m/s 2.风速示值测试 测试开始时微压计读数： Pa 测试点 m/s 序号 微压计读数 Pa 温度 湿度 %RH 气压 hPa 空气密度 kg/m3 标准风速 m/s 被测风速 m/s 示值误差 m/s 重复性 m/s 1 2 3 4 5 6 平均 测试结束时微压计读数： Pa 直接测试/经修理或调试的测量结果 直接测试经修理或调试 修理或调试记录 测试环境条件 项目 温度 湿度 %RH 气压 hPa 测试前 测试后 平均 测试地点 测试所依据/参照的技术文件 测试日期： 年 月 日 测试人员： 核验人员： 第 x 页，共 x 页 图B.4 测试记录参考格式 DB15/T 27662022 10 参考文献 1 GB/T 33691 杯式测风仪测试方法 2 JB/T 11258 数字风向风速测量仪 3 JJF 1001 通用计量术语及定义 4 JJF 1094 测量仪器特性评定 5 JJG 431 轻便三杯风向风速表检定规程 6 QX/T 84 气象低速风洞性能测试规范 7 QX/T 323 气象低速风洞技术条件