《热式风速仪校准规范》 征求意见稿

热式风速仪至今没有国家级的校准规范，长期以来一直在参照住房和城乡建设部主管的《热球式风速仪计量校准规程》JJG0001(建设)-92的部门计量校准规程。本次制订国家级校准规范。
热式风速仪具有启动风速小，灵敏度高，携带简便，读数稳定等特点。经过近二十年的发展，它的使用范围越来越广泛，包括国防、航天、医药卫生、疾病控制、厂矿系统、公共场所、消防、暖通空调、质监部门都在使用热式风速仪。并且使用的计量校准规程是住房和城乡建设部主管的JJG0001(建设)-92《热球式风速仪计量校准规程》。热式风速仪生产企业也按照该规程对本企业生产的风速仪进行校准和校准。
从本次制订的校准规范的技术层面来讲，主要包括风洞、标准器、校准室。这三项的技术要求均为国际领先水平。并且在国外的计量过程中已经获得了成功。
热式风速仪计量校准原理：本规范中采用的是直流式风洞，风速范围由0.10m/s～30.00m/s连续可调，并在不同风速段配以不同的装置作为标准器。如：1） 激光流速计的技术指标应达到测速范围为0.10m/s～50m/s，准确度优于0.5%；2）标准热线风速仪的技术指标应达到测速范围为1.0m/s～50m/s，准确度优于0.5%；3）皮托静压管技术指标应达到测速范围为5.0m/s～50m/s，准确度优于0.5%。
根据国家质量监督检验检疫总局和全国流量计量技术委员会的要求，《热式风速仪校准规范》国家校准规范的编写是根据规程编写规则要求的结构进行编写。
四、编制过程及校准规范内容的说明
本次制订的校准规范主要内容：
1、结合当前国内建筑等领域对风速仪的要求和使用现状，校准只包括热式风速仪，即恒定电流式和恒定温度式风速仪两种，不含压差式风速仪。经过课题组近三年的实验研究，热式风速仪风速的测试起始点大约为0.12m/s，在小于0.12m/s范围内，风速测量偏差较大，当风速大于等于0.15m/s后，测试数据较为稳定。因此从被校准风速范围来讲，本规程适用于0.15m/s～30m/s的热式风速仪。根据风速仪的显示方式，本规范包括两种风速仪即指针式风速仪和数显风速仪。
2、对指针风速仪和数显风速仪的物理特性，分别进行了规定。如，指针风速仪的仪表的刻度盘应平整，不应有影响读数的污迹、划痕等缺陷，刻度盘的分度线应清楚、匀直、标字应正确。数显风速仪接通电源后，数字显示器应能正常清晰的显示。
3、对风洞进行了规定，风速仪被测仪器传感器的迎风面积与风洞工作段截面积之比不大于0.05。工作段内气流的稳定度（1min）应优于0.5%。工作段内气流的湍流度应优于1%。风速在0.15m/s～50m/s范围内连续可调。风洞应严密，无漏气现象。
4、对标准器进行了分段规定。第一种标准器为激光多普勒流速计，其特点如1）激光多普勒测量仪应用多普勒频差效应的原理，结构紧凑、重量轻、容易安装操作、容易对光调校；2）激光多普勒测量仪可以在恒温，恒湿，防震的计量室内检定量块，量杆， 刻尺和坐标测量机、速度等。3）激光多普勒测量仪既可以对几十米甚至上百米的大量程进行精密测量，也可以对气体微小运动进行精密测量；既可以对几何量如长度、角度、直线度、平行度、平面度、垂直度等进行测量，也可以用于特殊场合，诸如半导体光刻技术的微定位和计算机存储器上记录槽间距的测量等等，且测量误差范围小。基于激光多普勒效应的物理特性和近几年的实验验证，本校准规程中规定激光流速计的技术指标应达到的测速范围为0.10m/s～50m/s，准确度优于0.5%；第二种标准器为标准热线热膜风速计，其特点为1）标准热线长度一般在0.5～2毫米范围，直径在1～10微米范围，材料为铂、钨或铂铑合金等。多用于测量液体流速。热线风速仪还可以用以测量各个方向的速度分量。从热线输出的电信号，经放大、补偿和数字化后输入计算机，可提高测量精度，自动完成数据后处理过程，扩大测速功能。热线风速仪具有探头体积小，对流场干扰小；响应快，能测量非定常流速，因此标准热线风速计的技术指标应达到测速范围为1.0m/s～50m/s；准确度优于0.5%；第三种标准器为皮托管。其特点为皮托管是测量气流总压的一种装置，皮托管头部为半球形，后为一双层套管。测速时头部对准来流，头部中心处小孔（总压孔）感受来流总压，经内管传送至压力计。头部后约3～8D处的外套管壁上均匀地开有一排孔（静压孔），感受来流静压，经外套管也传至压力计。对于不可压缩流动，根据伯努利方程和能量方程可求出气流马赫数，进而再求速度。对于低速流动（风速小于51m/s的气体，其流体可近似地认为是不可压缩的），皮托静压管技术指标应达到测速范围为5.0m/s～50m/s，准确度优于0.5%。
4、在规范初稿中，编制组将测试精确度优于5%满量程的仪器规定为A级；将精确度优于5~10%满量程的仪器规定为 B级。在报审稿讨论会上，编制组部分专家提出，对于被校准仪器，国际上通普遍不划分仪器等级，因此本规范中取消仪器等级划分。
5、对于不同量程的风速仪，规范中规定了校准点的风速值和校准数量。编制组根据近年来的实验数据，结合市场上的风速计特点，对风速仪校准点进行了仔细的划分，具体划分规则见下表。
  
序号
         
风速计测试范围（m/s）
测点数
  
(个)
测点
  
（m/s）
1
0~5
6
0.00、0.20、0.50、1.0、2.0、5.0
2
0~10
0.00、0.20、0.50、1.0、2.0、5.0、10.0
3
0~30
11
0.00、0.20、0.50、1.0、2.0、5.0、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0
6、2016年4月在北京中国建筑科学研究院召开了《热式风速仪校准规范》报审稿讨论会，包括计量部门、生产厂家、科研部门等主编单位。会议上大家对规范的全文进行认真的讨论，提出了很多切实可行的宝贵意见。此报审稿即按照大家的意见进行了全面的修改。
7、2017年10月形成最终报并报送全国流量计量技术委员会。

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