風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng) 基于安裝在測(cè)風(fēng)塔、機(jī)艙和整流罩上的風(fēng)杯風(fēng)速儀與超聲波風(fēng)速儀的風(fēng)測(cè)量

1GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)基于安裝在測(cè)風(fēng)塔、機(jī)艙和導(dǎo)流罩上的測(cè)風(fēng)設(shè)備的風(fēng)測(cè)量IEC61400-50系列規(guī)定了使用儀器測(cè)量風(fēng)速（以及相關(guān)的參數(shù)，如風(fēng)向和湍流強(qiáng)度）的方法和要求。對(duì)于在IEC61400系列中由其它標(biāo)準(zhǔn)描述的風(fēng)能和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組技術(shù)（如資源評(píng)估和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組特性測(cè)試），要求把這些測(cè)量值作為一些評(píng)估和測(cè)試程序的輸入。本文檔專門適用于安裝在測(cè)風(fēng)塔、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙或風(fēng)力發(fā)電機(jī)組導(dǎo)流罩上的測(cè)風(fēng)儀器的使用，它們?cè)诎惭b儀器的位置處測(cè)風(fēng)。本文檔排除在遠(yuǎn)離的安裝儀器（如垂直廓線或面向前方的激光雷達(dá)）地點(diǎn)的某處測(cè)風(fēng)的遙感設(shè)備。本文件具體說(shuō)明如下：a)杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)的分級(jí)參數(shù)，使得對(duì)于暴露在某個(gè)等級(jí)的環(huán)境條件中的特定類型和型號(hào)的風(fēng)速計(jì)，能夠評(píng)估其風(fēng)速測(cè)量中的不確定度；b)杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)進(jìn)行分級(jí)的程序和要求，例如，分級(jí)是某個(gè)特定型號(hào)和類型風(fēng)速計(jì)型式試驗(yàn)的一部分；c)風(fēng)速計(jì)風(fēng)洞校準(zhǔn)的程序和要求；d)通過(guò)執(zhí)行與其它風(fēng)速計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，檢查在現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)風(fēng)速計(jì)的校準(zhǔn)的一致性的一種附加的或可選的方法；e)在測(cè)風(fēng)塔上安裝風(fēng)速計(jì)和其它儀器的要求；f)風(fēng)速測(cè)量不確定度的評(píng)估；g)報(bào)告要求。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容，通過(guò)文中的引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。ISO2533:1975標(biāo)準(zhǔn)大氣（Standardatmosphere）ISO3966封閉管道中液體流量的測(cè)量-用皮托靜壓管的速度面積法（Measurementoffluidflowinclosedconduits—VelocityareamethodusingPitotstatictube）ISO/IEC指南98-3:2008測(cè)量的不確定度第3部分測(cè)量中不確定度的表示指南[Uncertaintyofmeasurement—Part3:Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement(GUM:1995)]注：GB/T27418—2017測(cè)量不確定度評(píng)定和表示（ISO/IECGuide98-3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1準(zhǔn)確度accuracy被測(cè)量（物）的測(cè)量值與真實(shí)值的接近程度。2GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:20223.2數(shù)據(jù)組dataset在連續(xù)時(shí)段內(nèi)采集的數(shù)據(jù)組。3.3距離常數(shù)distantconstant風(fēng)速計(jì)的時(shí)間響應(yīng)指標(biāo)。定義為風(fēng)速計(jì)顯示值達(dá)到輸入風(fēng)速實(shí)際值的63%時(shí)，通過(guò)風(fēng)速計(jì)的氣流行程長(zhǎng)度。3.4氣流畸變flowdistortion由障礙物、地形變化或其他風(fēng)力發(fā)電機(jī)組引起的氣流改變，其結(jié)果是造成測(cè)量位置和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組位置上的風(fēng)速差異。3.5輪轂高度hubheight從地面到風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪掃掠面中心的高度。注:垂直軸風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的輪毅高度定義為3.6測(cè)量周期measurementperiod用例中收集具有統(tǒng)計(jì)意義的重要數(shù)據(jù)的時(shí)間段。3.7測(cè)量扇區(qū)measurementsector獲取用例所需數(shù)據(jù)的風(fēng)向扇區(qū)。3.8障礙物obstacle阻擋風(fēng)流動(dòng)，產(chǎn)生氣流畸變的固定物體。3.9功率特性powerperformance風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電能力的度量。3.10標(biāo)準(zhǔn)不確定度standarduncertainty用標(biāo)準(zhǔn)偏差表示的測(cè)量結(jié)果不確定度。3.11測(cè)風(fēng)設(shè)備windmeasurementequipment測(cè)風(fēng)塔安裝的儀器或遙感設(shè)備。3.12風(fēng)切變windshear風(fēng)速隨高度的變化。3.13風(fēng)切變指數(shù)windshearexponentα風(fēng)速隨高度變化的冪指數(shù)。注:此參數(shù)作為場(chǎng)地標(biāo)定時(shí)風(fēng)切變大小的量度，也可能有其他用途。冪方程為式（1）:3GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022=vh×α……式中：vh——輪轂高度風(fēng)速（m/s）；H——輪轂高度單位米（mvzi——高度zi處的風(fēng)速（m/s）；α——風(fēng)切變指數(shù)。4符號(hào)、單位和縮略語(yǔ)4.1下列符號(hào)和單位適用于本文件。A風(fēng)輪掃掠面積2]B大氣壓B10min測(cè)量氣壓的10min平均Ch皮托管壓頭系數(shù)CQA廣義的氣動(dòng)扭矩系數(shù)CT推力系數(shù)c參數(shù)的（偏微分）靈敏度系數(shù)cB，i第i個(gè)區(qū)間的氣壓靈敏度系數(shù)cd，i第i個(gè)區(qū)間的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)靈敏度系數(shù)cindex索引參數(shù)的靈敏度系數(shù)ck，i第i個(gè)區(qū)間的第k個(gè)分量的靈敏度系數(shù)cT，i第i個(gè)區(qū)間的溫度靈敏度系數(shù)cV，i第i個(gè)區(qū)間的風(fēng)速靈敏度系數(shù)第i個(gè)區(qū)間的空氣密度校正靈敏度系數(shù)3/kg]d測(cè)風(fēng)塔直徑e離心率F(V)風(fēng)速的瑞利累積概率分布函數(shù)Fα,Y(Fα,Y(α,Y,Uf(kb,ki,kp,vp,…)由于風(fēng)速計(jì)包括其安裝管與風(fēng)洞氣流之間的干擾而使用的修正函數(shù)H風(fēng)力發(fā)電機(jī)組輪轂高度h障礙物高度I杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性2]KB，t氣壓計(jì)靈敏度KB，s氣壓計(jì)增益KB，d氣壓計(jì)采樣轉(zhuǎn)換KT，t溫度變送器靈敏度KT，s溫度變送器增益KT，d溫度變送器采樣轉(zhuǎn)換Kp，t壓力傳感器靈敏度4GB/TXXXX-XXXX/IECKp，sKp，dkkbkckfki61400-50-1:2022壓力傳感器增益壓力傳感器采樣轉(zhuǎn)換分級(jí)值阻塞校正系數(shù)風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)其他風(fēng)洞的風(fēng)洞校正系數(shù)（僅用于不確定度評(píng)估）由于風(fēng)速計(jì)（包括安裝管）與測(cè)試截面圍護(hù)之間的干擾，也包括由于延伸透過(guò)圍護(hù)的安裝管引起的氣流效應(yīng)而帶來(lái)的校正系數(shù)kn風(fēng)速計(jì)樣本編號(hào)n的分級(jí)數(shù)（n=1，?,5或更大）kp由于由風(fēng)速計(jì)（包括安裝管）對(duì)由皮托管測(cè)量的速率干擾而引起的校正因子kp空氣密度的濕度校正Lm測(cè)風(fēng)塔桁架相鄰支架間距離L風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與測(cè)風(fēng)設(shè)備之間的距離M每個(gè)區(qū)間內(nèi)的不確定度分量個(gè)數(shù)MAA類不確定度分量個(gè)數(shù)MBB類不確定度分量個(gè)數(shù)mVcontrol與Vprimary_est的回歸相關(guān)的斜率mV1和V2之間的回歸的斜率N區(qū)間個(gè)數(shù)Nh一年的小時(shí)數(shù)，約8760hNi風(fēng)速區(qū)間i內(nèi)10min數(shù)據(jù)組個(gè)數(shù)Nj風(fēng)向區(qū)間j內(nèi)的10min數(shù)據(jù)組個(gè)數(shù)n采樣間隔內(nèi)采樣數(shù)nh可用的測(cè)量高度個(gè)數(shù)Pw蒸氣壓力p軸向跳動(dòng)偏差QA氣動(dòng)扭矩QF摩擦轉(zhuǎn)矩R風(fēng)輪半徑ra角度測(cè)量的有效半徑R0干燥空氣的氣體常數(shù)（287.05）Rd到測(cè)風(fēng)塔中心的距離Rw水蒸氣的氣體常數(shù)（461.5）REWS風(fēng)輪等效風(fēng)速RSD遙感設(shè)備r相關(guān)系數(shù)sA類不確定度分量sA風(fēng)洞風(fēng)速時(shí)間序列的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度sk，i第i個(gè)區(qū)間內(nèi)分量k的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度si第i個(gè)區(qū)間內(nèi)合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度S測(cè)風(fēng)塔實(shí)度T絕對(duì)溫度TI湍流強(qiáng)度·T10min測(cè)量絕對(duì)溫度的10min平均值tU風(fēng)速5UdqUiUjqnicUsonicUUuuB，iuciudVS，iuiuindexuk，iuM，cc，iuV，iuVHWiuVM，iuVSclassiuVS，lgtuVS，mnt，iuVS，precal，iuVSuv2，iu(t)ΔuVVaventrolVcontrolVcontrol，iVVcoVnnVnVimaiVprimary_estVV1V2 v v vpveqWDWME61400-50-1:202261400-50-1:2022中心風(fēng)速偏差值等效水平風(fēng)速第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速第j個(gè)區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速超聲波風(fēng)速計(jì)臨界風(fēng)速風(fēng)速矢量B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度分量第i個(gè)區(qū)間內(nèi)氣壓的B第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的功率的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度風(fēng)速信號(hào)的數(shù)據(jù)采集的不確定度分量第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的合成的B類不確定度索引參數(shù)的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的分量k的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度在寒冷氣候中測(cè)量結(jié)果對(duì)風(fēng)速計(jì)分級(jí)的影響第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的風(fēng)速的B類標(biāo)準(zhǔn)不確定度uVS，i、uVR，i、或uREWS，i中的一個(gè)所用硬件的不確定度與應(yīng)用的方法相關(guān)的不確定度與傳感器的分級(jí)相關(guān)的不確定度與來(lái)自避雷針的氣流畸變相關(guān)的不確定度與傳感器的安裝相關(guān)的不確定度與預(yù)校準(zhǔn)相關(guān)的不確定度與后校準(zhǔn)相關(guān)的不確定度風(fēng)速不確定度評(píng)估使用普通校準(zhǔn)函數(shù)在時(shí)間t處由杯式風(fēng)速計(jì)測(cè)量的風(fēng)速風(fēng)洞風(fēng)速階躍響應(yīng)測(cè)量開(kāi)始時(shí)的t0時(shí)刻，風(fēng)洞風(fēng)速與杯式風(fēng)速計(jì)指示風(fēng)速的差值輪轂高度的年平均風(fēng)速[m/s]參考風(fēng)速計(jì)的風(fēng)速第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的參考風(fēng)速計(jì)的風(fēng)速第i個(gè)區(qū)間規(guī)格化平均風(fēng)速[m/s]規(guī)格化風(fēng)速[m/s]第i個(gè)區(qū)間內(nèi)數(shù)據(jù)組j的規(guī)格化風(fēng)速[m/s]第i個(gè)區(qū)間內(nèi)的主風(fēng)速計(jì)的風(fēng)速估計(jì)的主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速測(cè)量風(fēng)速的10min平均值[m/s]來(lái)自傳感器1的風(fēng)速來(lái)自第2個(gè)傳感器的風(fēng)速風(fēng)速橫向分量[m/s]平均氣流風(fēng)速[m/s]參考位置處的平均風(fēng)速測(cè)量等效風(fēng)速[m/s]風(fēng)向測(cè)風(fēng)設(shè)備6GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022w風(fēng)速垂直分量wi確定偏差包絡(luò)的加權(quán)函數(shù)α冪律風(fēng)切變指數(shù)α皮托靜態(tài)管頭系數(shù)α待測(cè)角度（校準(zhǔn)值）αCL風(fēng)洞中心線αDigital數(shù)字輸出信號(hào)引起的不確定度αdir氣流方向確定中的不確定度αincl.1旋轉(zhuǎn)軸線夾角的影響αitem安裝風(fēng)向傳感器引起的不確定度αincl.2風(fēng)向傳感器位置不正引起的不確定度αsensor參考偏航傳感器校準(zhǔn)中的不確定度αset使用風(fēng)向傳感器的指北標(biāo)記對(duì)齊中心線αΩ風(fēng)向傳感器歐姆阻抗確定引起的不確定度εi影響參數(shù)組合i以m/s為單位的偏差εmax，i風(fēng)速范圍內(nèi)任意風(fēng)速區(qū)間的最大偏差[m/s]θ干擾扇區(qū)[?]κ卡爾曼常數(shù)0.4λ葉尖速比λ0CQA=0時(shí)的葉尖速比ρ空氣密度[kg/m3]τ為階躍響應(yīng)而確定的時(shí)間常數(shù)（下方的階躍響應(yīng)記low，上方的階躍響應(yīng)記作τhigh）ρ0標(biāo)準(zhǔn)空氣密度[kg/m3]ρ10min空氣密度的10min平均值[kg/m3]σP，i第i個(gè)區(qū)間內(nèi)中標(biāo)準(zhǔn)化功率數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差[W]σ10min參數(shù)10min平均的標(biāo)準(zhǔn)偏差σu/σv/σw縱向/橫向/垂直風(fēng)速的標(biāo)準(zhǔn)偏差Φ相對(duì)濕度（范圍從0%～100%）ω角速度[s-1]Δpref平均微分壓力5概述本文件定義了使用安裝在測(cè)風(fēng)塔、被測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙（附錄C）以及導(dǎo)流罩（附錄D）上的風(fēng)速計(jì)（杯式和超聲波式）等儀器實(shí)行測(cè)風(fēng)的方法和要求，并且對(duì)校準(zhǔn)、分級(jí)和安裝的要求進(jìn)行了描述。根據(jù)本文件進(jìn)行的風(fēng)測(cè)量可用于風(fēng)能領(lǐng)域的許多方面，如IEC61400系列其他標(biāo)準(zhǔn)中所述的功率特性測(cè)量、場(chǎng)地評(píng)估、載荷測(cè)量、噪聲測(cè)量。應(yīng)參考與風(fēng)測(cè)量預(yù)期用例相關(guān)的特定標(biāo)準(zhǔn)，以了解限制和附加信息要求，如功率特性測(cè)量時(shí)測(cè)量高度相對(duì)于風(fēng)電機(jī)組輪轂中心高度。對(duì)于使用地基式遙感設(shè)備（如激光雷達(dá)和聲雷達(dá)）實(shí)行的測(cè)風(fēng)，參考IEC61400-50-2[1]。盡管本文件中定義的測(cè)風(fēng)主要與風(fēng)速測(cè)量相關(guān)，但在附錄A中提供了定義風(fēng)向傳感器校準(zhǔn)的程序示例。6杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)分級(jí)6.1概述7GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)是可被廣泛用于風(fēng)能相關(guān)測(cè)量的測(cè)風(fēng)儀器。為了傳遞可追蹤性，風(fēng)速計(jì)應(yīng)根據(jù)第8章要求在風(fēng)洞中進(jìn)行校準(zhǔn)。風(fēng)洞中校準(zhǔn)是需要在具有平穩(wěn)且低湍流的可控環(huán)境條件下進(jìn)行。然而在現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量和運(yùn)行期間，這些儀器所承受的湍流和環(huán)境條件可能會(huì)明顯偏離于風(fēng)洞的校準(zhǔn)條件?，F(xiàn)場(chǎng)條件可能會(huì)對(duì)儀器特性產(chǎn)生顯著影響，并導(dǎo)致儀器的輸出偏離風(fēng)洞校準(zhǔn)值。如果確定了現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行過(guò)程中影響參數(shù)的范圍，就可以分析系統(tǒng)偏差并將儀器輸出的偏差納入分級(jí)方案。杯式風(fēng)速計(jì)測(cè)量已知的影響參數(shù)有湍流、氣溫、空氣密度和平均入流角。超聲波風(fēng)速計(jì)測(cè)量已知的影響參數(shù)有風(fēng)向、入流角和氣溫。這些影響參數(shù)應(yīng)在分級(jí)中予以考慮。其他環(huán)境參數(shù)也有可能影響測(cè)量?jī)x器。如果已知這些影響參數(shù)會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)偏差，則應(yīng)分析其影響并將其納入分級(jí)方案中。此外，還應(yīng)評(píng)估所有影響參數(shù)的綜合效應(yīng)。由于影響參數(shù)引起的系統(tǒng)偏差應(yīng)根據(jù)第7章中描述的程序進(jìn)行分析，從而確定風(fēng)速計(jì)類型的分級(jí)規(guī)范。應(yīng)至少對(duì)某個(gè)風(fēng)速計(jì)類型的五個(gè)樣品進(jìn)行評(píng)估。風(fēng)速計(jì)類型改變可能影響輸出結(jié)果，因此需要對(duì)風(fēng)速計(jì)重新進(jìn)行評(píng)估。當(dāng)風(fēng)速計(jì)的幾何形狀、測(cè)量原理、用于計(jì)算輸出的軟件算法、軟件設(shè)置或支撐結(jié)構(gòu)幾何形狀發(fā)生變化時(shí)，需要對(duì)其重新進(jìn)行評(píng)估。該分級(jí)方法只考慮傳感器正常工作狀態(tài)，不考慮如磨損、故障或結(jié)冰狀態(tài)。6.2分級(jí)級(jí)別風(fēng)速計(jì)的級(jí)別依用途分為五級(jí)。A、B、C和D這四級(jí)基于預(yù)先定義好的地形和氣候范圍（見(jiàn)表1A級(jí)和C級(jí)應(yīng)用的地形應(yīng)同時(shí)符合IEC61400-12-5中要求、以及IEC61400-12-3中的A類地形要求。B級(jí)和D級(jí)則用于不滿足IEC61400-12-5中要求的地形。B級(jí)和D級(jí)可用于在IEC61400-12-3中的B類地形。如果測(cè)量期間能夠獲得影響參數(shù)的范圍信息，那么就可使用S級(jí)。S級(jí)是一個(gè)特殊的級(jí)別，其影響參數(shù)范圍可由用戶定義，參見(jiàn)表1。這能適用于一些特殊的氣候，例如寒冷的氣候條件。如果影響因素的范圍在測(cè)量過(guò)程中被確定，S級(jí)還能用于該測(cè)量活動(dòng)的不確定度估計(jì)。參見(jiàn)IEC61400-12-3，S級(jí)可用于A類B和C類地形的測(cè)量。如11.3.4所列，在確定風(fēng)速運(yùn)行特性的不確定度時(shí)，應(yīng)使用分級(jí)數(shù)k。IEC61400-12-5提供了地形評(píng)估方法，以評(píng)估地形造成的氣流畸變是否顯著。對(duì)于杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)的分級(jí)，此地形評(píng)估支撐了A、B、C和D四級(jí)分級(jí)的定義。A級(jí)：與滿足IEC61400-12-5要求的地形以及與該類地形的一般影響參數(shù)范圍有關(guān)。B級(jí)：與不滿足IEC61400-12-5要求的地形相關(guān)聯(lián)以及該類地形的一般影響參數(shù)范圍有關(guān)。C級(jí)：與A級(jí)相同，但溫度降至-20℃。D級(jí)：與B級(jí)相同，但溫度降至-20℃。對(duì)于偏離A級(jí)至D級(jí)的地形或氣候，可以指定S級(jí)氣候。S級(jí)：與偏離A、B、C或D級(jí)的條件是相關(guān)的。在此等級(jí)中，用戶定義影響參數(shù)的范圍。這可能基于特殊的或用戶定義的地形或氣候條件。6.3影響參數(shù)范圍表1列出了杯式和超聲波風(fēng)速計(jì)分級(jí)的最小影響參數(shù)范圍要求。6.4杯式和超聲波風(fēng)速計(jì)的分級(jí)風(fēng)速計(jì)的分級(jí)是由校準(zhǔn)值(根據(jù)第8章校準(zhǔn))的系統(tǒng)偏差數(shù)值確定的，其中系統(tǒng)偏差則由在影響參數(shù)范圍內(nèi)變化的值來(lái)確定。對(duì)于超聲波風(fēng)速計(jì)和定向敏感杯式風(fēng)速計(jì)，應(yīng)為這類儀器定義一個(gè)參考方向用于第8章中的校準(zhǔn)。對(duì)于與每個(gè)參數(shù)的最小和最大值之間相關(guān)的所有數(shù)據(jù)，應(yīng)推導(dǎo)出其系統(tǒng)偏差。風(fēng)速計(jì)樣本數(shù)n的分級(jí)號(hào)kn應(yīng)被確定為風(fēng)洞校準(zhǔn)值的最大系統(tǒng)偏差，并以風(fēng)速函數(shù)加權(quán)εiεwnεwn式中：……8GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022kn——風(fēng)速計(jì)樣本數(shù)n的級(jí)數(shù)（n＝1，…，5或更多）；wi——定義偏差包絡(luò)的加權(quán)函數(shù)，單位為米每秒（m/s），參見(jiàn)式（3）；8i——對(duì)于影響參數(shù)組合i的偏差，單位為米每秒（m/s）。加權(quán)函數(shù)wi平均計(jì)算絕對(duì)偏差和相對(duì)偏差影響：wi=5ms+0.5×Ui……(3)式中：i——影響參數(shù)組合i的風(fēng)速，單位為米每秒（m/s）。表1等級(jí)A、B、C、D和S的影響參數(shù)范圍（10min平均值）義空氣密度?？梢酝ㄟ^(guò)在測(cè)風(fēng)塔上安裝雙向風(fēng)向標(biāo)或三c.一種湍流長(zhǎng)度尺度為350m的、非各向同性的Kaimal湍流譜d.如果杯式風(fēng)速計(jì)對(duì)方向敏感（應(yīng)至少對(duì)一個(gè)），對(duì)于正在進(jìn)行分級(jí)試驗(yàn)的五個(gè)風(fēng)速計(jì)樣本，級(jí)數(shù)是由k值的平均值加上幅值的一半除以·，假設(shè)符合矩形分布（見(jiàn)式(4)）。3……9GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022特定類的分級(jí)是由kA、kB或kS表示的，例如1.7A或2.5S。杯式風(fēng)速計(jì)或超聲波風(fēng)速計(jì)的運(yùn)行特性標(biāo)準(zhǔn)不確定度（見(jiàn)11.3.4），可以從假設(shè)為矩形不確定度分布的分級(jí)中推導(dǎo)出來(lái)，在這種情況下，風(fēng)速不確定評(píng)定中使用的標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：,uv2j=,在第7章中描述了一個(gè)分級(jí)示例。6.5報(bào)告格式風(fēng)速傳感器的分級(jí)報(bào)告應(yīng)說(shuō)明傳感器的所有相關(guān)細(xì)節(jié)，包括所有設(shè)置。超聲波風(fēng)速計(jì)分級(jí)的文檔應(yīng)指定該分級(jí)有效的程序配置。應(yīng)提供包括流程詳細(xì)信息，作為分級(jí)前提而進(jìn)行的測(cè)量，以及所用設(shè)施和工具文件的相關(guān)文件。7杯式風(fēng)速計(jì)和超聲波風(fēng)速計(jì)評(píng)估7.1總則風(fēng)速計(jì)分級(jí)評(píng)估應(yīng)通過(guò)可溯源的風(fēng)洞測(cè)量、其他實(shí)驗(yàn)室測(cè)試和相關(guān)的風(fēng)速計(jì)特性建模進(jìn)行。全面的評(píng)估方法應(yīng)包括現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證測(cè)試。一種型號(hào)的杯式風(fēng)速計(jì)或超聲波風(fēng)速計(jì)的評(píng)估應(yīng)包含以下能確定基本特征影響的驗(yàn)證程序(表1)：a)傾角響應(yīng)特性；b)偏航角響應(yīng)特性；c)溫度誘導(dǎo)效應(yīng)。另外，對(duì)于杯式風(fēng)速計(jì)，應(yīng)評(píng)估以下特性：d)轉(zhuǎn)子扭矩特性引起的動(dòng)態(tài)影響。7.2描述了測(cè)量風(fēng)速計(jì)特性的程序。7.3和7.4分別給出了一種用于杯式風(fēng)速計(jì)和聲波風(fēng)速計(jì)分級(jí)的方法和示例。實(shí)際評(píng)估可以基于7.3和7.4的方法，也可以基于其它評(píng)估方法，只要它們包括表1中所列的基本特性影響的驗(yàn)證程序。7.5提供了風(fēng)速計(jì)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)比的方法。7.2風(fēng)速計(jì)特性測(cè)量7.2.1杯式風(fēng)速計(jì)的傾角響應(yīng)特性的風(fēng)洞測(cè)量?jī)A角響應(yīng)是在傾傾斜入流角處測(cè)量的風(fēng)速相對(duì)于在沒(méi)有傾斜角入流角處測(cè)量的風(fēng)速的變化。杯式風(fēng)速計(jì)的傾角響應(yīng)在滿足第8章所述要求的風(fēng)洞中測(cè)量。另外應(yīng)記錄風(fēng)洞高度以獲得精確的傾角響應(yīng)特性。風(fēng)速計(jì)的表現(xiàn)受到風(fēng)速計(jì)周圍的自由空間，尤其是風(fēng)速計(jì)的下方和上方的強(qiáng)烈影響。傾斜機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)使風(fēng)速計(jì)的感應(yīng)部分的中心固定但能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)洞的底板應(yīng)關(guān)閉以防止不利的流動(dòng)效應(yīng)。因此，轉(zhuǎn)子不能進(jìn)行平移運(yùn)動(dòng)，只能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子平面的傾斜。傾角響應(yīng)可以用兩種替代方法測(cè)量，一種使用擺動(dòng)，另一種使用固定位置。風(fēng)速計(jì)對(duì)于準(zhǔn)靜態(tài)傾斜流的響應(yīng)的確定宜借助于安裝在風(fēng)洞中的自動(dòng)傾斜裝置來(lái)執(zhí)行。在測(cè)量過(guò)程中，風(fēng)速計(jì)慢慢地前后擺動(dòng)，擺動(dòng)速度非常慢(小于0.05°/s)，因此角速度對(duì)結(jié)果的影響可以忽略不計(jì)。擺動(dòng)法只能用于在所有傾斜角度下，風(fēng)洞中的風(fēng)速始終保持在標(biāo)稱風(fēng)速的0.5%以內(nèi)。在非傾斜流場(chǎng)情況下，傾斜角應(yīng)固定，測(cè)量時(shí)間應(yīng)為300s，以保證收集到充足的零角度區(qū)間內(nèi)數(shù)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022據(jù)(士0.5)。零區(qū)間數(shù)據(jù)用于傾斜角響應(yīng)的規(guī)格化。同時(shí)記錄傾斜角，風(fēng)洞風(fēng)速和風(fēng)速計(jì)輸出并進(jìn)行平均。結(jié)合更好的區(qū)間平均算法來(lái)解釋在零度附近的傾斜角響應(yīng)中的較高梯度是有意義的。傾斜角響應(yīng)也可以通過(guò)逐步改變的固定的位置測(cè)量來(lái)確定，其中每個(gè)角度的響應(yīng)按風(fēng)速范圍內(nèi)選定的標(biāo)稱風(fēng)速，由第8章風(fēng)洞校準(zhǔn)來(lái)確定。測(cè)量矩陣的建議：a)入流角定義：在杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子向上的方向流動(dòng)為正向；c)風(fēng)速范圍和步長(zhǎng)：4m/s～16m/s（例如4m/s、8m/s、12m/s和16m/s）;d)擺動(dòng)法的區(qū)間平均范圍：區(qū)間寬度最大2°.在圖1中展示了傾斜角響應(yīng)（包括“理想的”余弦形狀）的一個(gè)例子。圖1杯式風(fēng)速計(jì)的傾斜角響應(yīng)Vα/Vα=0作為入流角α的函數(shù)，與余弦響應(yīng)的比較7.2.2杯式風(fēng)速計(jì)方向特性的風(fēng)洞測(cè)量當(dāng)進(jìn)行水平流動(dòng)方向和參考方向標(biāo)定(偏航靈敏度)時(shí)，某些杯式風(fēng)速計(jì)(如不對(duì)稱外殼形狀、不對(duì)稱電纜進(jìn)線口)的設(shè)計(jì)可能對(duì)風(fēng)速計(jì)風(fēng)速信號(hào)有不利影響。因?yàn)樗ǔo(wú)法糾正，所以盡量避免。它可能對(duì)風(fēng)速測(cè)量的不確定度有很大的影響。偏航靈敏度的測(cè)量應(yīng)在風(fēng)速分別為4m/s、8m/s、12m/s和16m/s的情況下進(jìn)行。7.2.3杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子扭矩特性的風(fēng)洞測(cè)量杯式風(fēng)速計(jì)對(duì)風(fēng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是由式(6)決定，其中I為質(zhì)量慣性矩，ω為角速度，t為時(shí)間，QA為氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩，QF為由摩擦產(chǎn)生的扭矩（主要是軸承）。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022=QAQF……杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子上的凈扭矩QA-QF以及轉(zhuǎn)子扭矩特性可以在風(fēng)洞中測(cè)量。氣動(dòng)扭矩可以通過(guò)強(qiáng)迫轉(zhuǎn)子在失衡狀態(tài)下以特定角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)使用扭矩傳感器測(cè)量。杯式風(fēng)速計(jì)上的氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩等于用扭矩傳感器測(cè)得的反作用扭矩減去摩擦扭矩。接近平衡角速度的測(cè)量結(jié)果應(yīng)是非常準(zhǔn)確和詳細(xì)的。風(fēng)洞氣流速度保持在8m/s的扭矩測(cè)量示例中，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速變化如圖2風(fēng)速8m/s時(shí)風(fēng)洞對(duì)杯式風(fēng)速計(jì)扭矩的測(cè)量（扭矩QA-QF是轉(zhuǎn)子的角速度ω的函數(shù)）7.2.4杯式風(fēng)速計(jì)階躍響應(yīng)的風(fēng)洞測(cè)量轉(zhuǎn)子扭矩特性也可以在風(fēng)洞中利用階躍響應(yīng)方法來(lái)測(cè)量。由于平衡速比(扭矩系數(shù)等于零，參見(jiàn)7.3.2兩側(cè)）的扭矩特性應(yīng)被假定為線性，這種方法比7.2.3的方法精度要低。階躍響應(yīng)是一種方法，即在恒定流速的風(fēng)洞中，杯式風(fēng)速計(jì)被迫達(dá)到高于或低于平衡風(fēng)速的非平衡轉(zhuǎn)速，監(jiān)測(cè)恢復(fù)到平衡的角速度。接近平衡的恢復(fù)區(qū)是恢復(fù)的重要組成部分。在此期間，建議使用平衡轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)子的50%～98%的恢復(fù)區(qū)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行加速測(cè)試，在進(jìn)行減速測(cè)試擬合扭矩系數(shù)直線時(shí)為150%~102%。迫使風(fēng)速計(jì)工作在非平衡狀態(tài)的方法可以通過(guò)在杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子的頂部附加一個(gè)細(xì)軸，并將其穿過(guò)風(fēng)洞壁上的一個(gè)孔延伸至電機(jī)。轉(zhuǎn)速由電機(jī)控制，當(dāng)加速或減速的測(cè)量開(kāi)始時(shí)，電機(jī)與轉(zhuǎn)子機(jī)械脫離?；蛘呖梢酝ㄟ^(guò)將一個(gè)或多個(gè)壓縮空氣施加到杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子的一側(cè)或另一側(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)不平衡狀態(tài)但應(yīng)注意不要擾亂風(fēng)洞上游的風(fēng)。非平衡啟動(dòng)狀態(tài)應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出分析的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍(轉(zhuǎn)子平衡轉(zhuǎn)速的50%～150%)，以確保激勵(lì)裝置不影響用于擬合的數(shù)據(jù)。如果扭矩特性可以通過(guò)扭矩平衡的任一側(cè)上的線性關(guān)系(扭矩等于零)表示，則階躍響應(yīng)可以用式（7）表示：=utΔu×exp……GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022式中：u(t)——使用普通校準(zhǔn)函數(shù)在時(shí)間t處由杯式風(fēng)速計(jì)測(cè)量的風(fēng)速；ut——風(fēng)洞風(fēng)速；Δu——在時(shí)間t0處，在階躍響應(yīng)測(cè)量開(kāi)始時(shí)風(fēng)洞風(fēng)速與杯式風(fēng)速計(jì)指示風(fēng)速的差值；t——時(shí)間；τ——階躍響應(yīng)的時(shí)間常數(shù)(τlow為下方的階躍響應(yīng)，τhigh為上方的階躍響應(yīng)）。在用數(shù)據(jù)擬合兩個(gè)未知常數(shù)τ和t0時(shí)，重新計(jì)算方程并使用線性回歸確定時(shí)間常數(shù)τ?！?.3.2中，進(jìn)一步描述了使用階躍響應(yīng)方法從時(shí)間常數(shù)中確定線性扭矩的一個(gè)例子。7.2.5溫度對(duì)風(fēng)速計(jì)特性的誘導(dǎo)效應(yīng)的測(cè)量7.2.5.1總則應(yīng)對(duì)溫度對(duì)風(fēng)速計(jì)性能的影響進(jìn)行評(píng)估。7.2.5.2杯式風(fēng)速計(jì)中摩擦扭矩的測(cè)量軸承摩擦引起的溫度相關(guān)影響應(yīng)通過(guò)氣象箱內(nèi)的飛輪試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]。摩擦扭矩測(cè)量應(yīng)通過(guò)用飛輪代替杯式風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子，并測(cè)量從與20m/s風(fēng)速對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速的減速過(guò)程來(lái)進(jìn)行。轉(zhuǎn)子上有兩個(gè)扭矩，軸承的摩擦扭矩和飛輪上的空氣摩擦扭矩(應(yīng)從測(cè)得的扭矩中減去)。除了軸承摩擦以外，還可能由于其他原因而產(chǎn)生摩擦扭矩，如由于信號(hào)生成產(chǎn)生的摩擦。應(yīng)把這些扭矩應(yīng)包含在摩擦扭矩測(cè)量結(jié)果中。測(cè)試應(yīng)在-20℃~+40℃的溫度范圍、且至少每5℃的間隔下進(jìn)行。對(duì)于每個(gè)溫度，摩擦力可以用二次多項(xiàng)式表達(dá)，即包含F(xiàn)0、F1和F2三個(gè)常數(shù)。.w+F2.w2…………………(9)圖3軸承摩擦轉(zhuǎn)矩QF與溫度之間在角速度ω范圍內(nèi)的函數(shù)關(guān)系的例子GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:20227.2.5.3不同溫度和風(fēng)速條件下的風(fēng)洞試驗(yàn)溫度效應(yīng)對(duì)整個(gè)風(fēng)速計(jì)(杯式風(fēng)速計(jì)以及超聲波風(fēng)速計(jì)）的影響可以通過(guò)氣象風(fēng)洞試驗(yàn)加以驗(yàn)證。測(cè)試可以在-20℃~40℃,5℃間隔下，根據(jù)表1的溫度進(jìn)行。測(cè)試應(yīng)在4m/s、8m/s、12m/s和16m/s進(jìn)行。然后應(yīng)確定風(fēng)速計(jì)標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)的風(fēng)速偏差。應(yīng)注意操作方法以確保風(fēng)洞試驗(yàn)結(jié)果不應(yīng)因意外的影響而有偏差(例如，在風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)子上附著的霧化物)。結(jié)果宜與7.3.2中的杯式風(fēng)速計(jì)模型計(jì)算的模擬值進(jìn)行比較。7.2.6超聲波風(fēng)速計(jì)方向特性的風(fēng)洞測(cè)量風(fēng)向?qū)Τ暡L(fēng)速計(jì)輸出的影響應(yīng)在滿足第8章所述要求的風(fēng)洞中測(cè)量。風(fēng)速計(jì)對(duì)準(zhǔn)靜態(tài)傾斜和/或偏航氣流響應(yīng)的確定應(yīng)借助于安裝在風(fēng)洞中的自動(dòng)傾斜和偏航角裝置來(lái)進(jìn)行。在測(cè)量期間風(fēng)速計(jì)被放置在固定的傾斜角度。偏航角度能指定為固定的偏航位置，測(cè)量時(shí)間平均為30s，或者能以約1°/s的擺動(dòng)速度連續(xù)偏航。注：使用固定偏航方向可提高測(cè)量精度，而使用慢掃描速率方法有利于揭偏航應(yīng)是按照超聲波預(yù)設(shè)的測(cè)量扇區(qū)進(jìn)行。超聲波的傾斜角度應(yīng)固定以下傾斜角度：0°、±2°、±5°、±10°、±15°、±20°、±30減。測(cè)量的風(fēng)速為：4m/s、8m/s、12m/s和16m/s。在每個(gè)方向上，與參考方向上普通標(biāo)定的超聲波風(fēng)速計(jì)的指示風(fēng)速偏差應(yīng)被推導(dǎo)出來(lái)。7.3基于風(fēng)洞及實(shí)驗(yàn)室測(cè)試以及杯式風(fēng)速計(jì)建模的杯式風(fēng)速計(jì)分級(jí)方法7.3.1方法根據(jù)表1，分級(jí)方法應(yīng)使用適當(dāng)?shù)谋斤L(fēng)速計(jì)模型來(lái)確定由影響參數(shù)引起的偏差。杯式風(fēng)速計(jì)模型應(yīng)驗(yàn)證包括所有的影響參數(shù)。該方法應(yīng)基于7.2中描述的風(fēng)洞和實(shí)驗(yàn)室方法測(cè)量。此外該方法應(yīng)使用人工風(fēng)力發(fā)生器來(lái)產(chǎn)生杯式風(fēng)速計(jì)模型的三維時(shí)域輸入風(fēng)數(shù)據(jù)。應(yīng)根據(jù)人工風(fēng)力發(fā)生器的10min水平風(fēng)速輸入平均值與10min杯式風(fēng)速計(jì)模型響應(yīng)平均值之間的差異來(lái)確定偏差εi。7.3.2杯式風(fēng)速計(jì)模型的例子7.3.2.1總則杯式風(fēng)速計(jì)模型是模擬杯式風(fēng)速計(jì)響應(yīng)的物理模型，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]和[3]。杯式風(fēng)速計(jì)的一些物理特性應(yīng)在整個(gè)評(píng)估過(guò)程中進(jìn)行測(cè)量和使用。如轉(zhuǎn)動(dòng)慣量I，一個(gè)風(fēng)速計(jì)杯口的正面面積A，以及從軸中心到風(fēng)杯中心的半徑R。杯式風(fēng)速計(jì)對(duì)三維風(fēng)的響應(yīng)來(lái)自扭矩平衡微分方程，其中轉(zhuǎn)子上的扭矩由氣動(dòng)扭矩減去摩擦扭矩(方程的右側(cè))組成，見(jiàn)式(6)。根據(jù)微分方程，找出杯式風(fēng)速計(jì)的角速度ω,并且使用風(fēng)洞校準(zhǔn)值來(lái)確定由于風(fēng)變化而產(chǎn)生的氣動(dòng)扭矩和摩擦扭矩的響應(yīng)。氣動(dòng)扭矩QA是人工風(fēng)力發(fā)生器所確定的瞬時(shí)風(fēng)向量T=fu,v,w}的函數(shù)。由風(fēng)向量確定入流角和風(fēng)矢量的大小。α=arctan|α=arctan||(·u2+v2,(10)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022……等效水平風(fēng)速通過(guò)將風(fēng)向量的標(biāo)量乘以在風(fēng)洞中測(cè)得的瞬時(shí)迎風(fēng)角響應(yīng)得到。q=αα×……(12)UeFq=αα×……(12)其中Fαα,其氣動(dòng)扭矩可以用已有的廣義扭矩曲線表示，該曲線適用于所有風(fēng)速和所有轉(zhuǎn)速，參見(jiàn)參考文獻(xiàn)[2]：PARU…………………式中：Ρ——空氣密度，單位(kg/m3)；A——風(fēng)杯的杯面面積，單位為平方米（m2R——杯面的半徑，單位為米（m）；Ueq——等效的水平風(fēng)速,單位為米每秒（m/sCQA——一般性氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)。廣義氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)由7.2.3或7.2.4中風(fēng)洞扭矩測(cè)量推導(dǎo)出，本案例中的Ueq被風(fēng)洞風(fēng)速替代：CQA=CQA……廣義氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)是風(fēng)速比的函數(shù)：……………式中：Ut——一個(gè)閾值風(fēng)速（導(dǎo)出為去掉摩擦影響的校準(zhǔn)偏移量，如果摩擦為零，則值風(fēng)速等于校準(zhǔn)偏移量）。如果轉(zhuǎn)子的扭矩系數(shù)可以用扭矩平衡兩側(cè)的兩條線性曲線表示，那么兩個(gè)相應(yīng)的時(shí)間常數(shù)由風(fēng)洞階躍響應(yīng)測(cè)量確定，見(jiàn)7.2.4和參考文獻(xiàn)[4]?？砂词?16)、對(duì)于低速比和高速比、由τ值確定線性扭矩特性：……………廣義氣動(dòng)轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)可以表示為：CQA=……………式中：0——CQA=0時(shí)的速率比。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖4給出了轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)的一個(gè)例子。圖4示例-速率比λ與轉(zhuǎn)子扭矩系數(shù)CQA的函數(shù)，來(lái)自kiow等于-5.5和koigo等于-6.5的階躍響應(yīng)摩擦力矩是從摩擦力測(cè)量部分分項(xiàng)7.2.5.2中得出的溫度和轉(zhuǎn)速的函數(shù)：QF=QF(T,)……………(18)7.3.2.2影響參數(shù)范圍變化和分級(jí)確定示例影響參數(shù)范圍應(yīng)通過(guò)使用產(chǎn)生人工三維10min時(shí)間序列風(fēng)速的流模型來(lái)改變，采樣率至少為10Hz。將杯式風(fēng)速計(jì)模型置于這種人工風(fēng)環(huán)境中，推導(dǎo)出杯式風(fēng)速計(jì)的響應(yīng)和水平風(fēng)速的偏差。影響參數(shù)范圍的所有組合的偏差可通過(guò)蒙特卡羅方法得到。偏差決定了式(2)中的等級(jí)。杯式風(fēng)速計(jì)的分級(jí)示例如圖5所示，其特性如圖3和圖4所示，數(shù)據(jù)見(jiàn)表2和表3。表4列出了與分級(jí)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)。所有影響參數(shù)的A、B、C和D類偏差如圖5和圖6所示。得到的分級(jí)是1.69A、6.56B、8.01C和9.94D。表2杯式風(fēng)速計(jì)的傾斜角度響應(yīng)示例48V/VV/VV/VV/VGB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022表2杯式風(fēng)速計(jì)的傾斜角度響應(yīng)示例（續(xù)）48V/VV/VV/VV/V0123468表3杯式風(fēng)速計(jì)的摩擦系數(shù)示例)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022表3杯式風(fēng)速計(jì)的摩擦系數(shù)示例（續(xù)）)05表4與示例杯式風(fēng)速計(jì)分級(jí)有關(guān)的其他數(shù)據(jù)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖5杯式風(fēng)速計(jì)的分級(jí)偏差示例其中1.69A類（上）和6.65B（下）GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖6杯式風(fēng)速計(jì)的分級(jí)偏差示例其中8.01C（上9.94D（下）7.4基于風(fēng)洞試驗(yàn)和超聲波風(fēng)速計(jì)建模的超聲波風(fēng)速計(jì)分級(jí)方法該分級(jí)方法使用超聲波風(fēng)速計(jì)模型來(lái)確定影響參數(shù)。該方法基于7.2.6和7.2.5.3中描述的風(fēng)洞和實(shí)驗(yàn)室測(cè)量。此外，超聲波風(fēng)速計(jì)的分級(jí)方法采用一種類似于杯式風(fēng)速計(jì)模型的人工風(fēng)力發(fā)生器，見(jiàn)7.3.2，以生成超聲波風(fēng)速計(jì)模型使用的三維時(shí)域風(fēng)速數(shù)據(jù)。超聲波風(fēng)速計(jì)的響應(yīng)是由人工風(fēng)力發(fā)生器確定的瞬時(shí)風(fēng)向量T=fu,v,w}的函數(shù)。從風(fēng)向量上式中：F,,(a,y,i)——超聲波風(fēng)速計(jì)的傾斜和偏航響應(yīng)函數(shù)。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022偏離是由超聲波風(fēng)速計(jì)模型響應(yīng)與人工風(fēng)數(shù)據(jù)平均值之間的差異決定的，見(jiàn)7.3.2.2。相關(guān)影響參數(shù)為傾斜和偏航角響應(yīng)及溫度誘導(dǎo)效應(yīng)。7.5自由場(chǎng)比較測(cè)量在自由場(chǎng)比較測(cè)量中，可以比較兩個(gè)風(fēng)速計(jì)。比較測(cè)量可以用來(lái)驗(yàn)證儀器分級(jí)中使用的方法是否一致，見(jiàn)7.3和7.4。風(fēng)速計(jì)的比較要求兩個(gè)風(fēng)速計(jì)都在相同的風(fēng)洞中校準(zhǔn)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)置應(yīng)根據(jù)10.3中所述的兩個(gè)頂部安裝的風(fēng)速計(jì)的安裝程序進(jìn)行，使用它們之間的最大距離，3D超聲波風(fēng)速計(jì)(校準(zhǔn)的U、V和W)應(yīng)安裝在兩個(gè)傳感器的下方的吊臂上，用于測(cè)量環(huán)境影響參數(shù)范圍(氣流、湍流、湍流譜)，進(jìn)行S級(jí)測(cè)量分級(jí)分析，另外，在相同的吊臂上測(cè)量空氣溫度以確定溫度范圍，測(cè)量氣壓以確定空氣密度范圍。三維超聲波的時(shí)間軌跡應(yīng)被記錄下來(lái)，而垂直于吊臂的相對(duì)較小的扇形區(qū)內(nèi)的10min平均測(cè)量結(jié)果對(duì)于兩個(gè)風(fēng)速計(jì)的比較是可以接受的。應(yīng)收集數(shù)據(jù)包含(180h)的風(fēng)速范圍為4m/s～16m/s，湍流強(qiáng)度范圍(例如，從0.04～0.14)。然后應(yīng)從實(shí)驗(yàn)室測(cè)試中推導(dǎo)出兩種風(fēng)速計(jì)的S級(jí)分級(jí)，并將這些與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量進(jìn)行比較。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:20228風(fēng)速計(jì)風(fēng)洞校準(zhǔn)規(guī)程8.1一般要求風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的一般要求概括如下：a)風(fēng)速計(jì)應(yīng)在符合風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)要求的風(fēng)洞中進(jìn)行校準(zhǔn)。b)與風(fēng)速計(jì)的校準(zhǔn)相關(guān)的全部變送器和測(cè)量設(shè)備，應(yīng)具有可追溯到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)證書(shū)和報(bào)告應(yīng)包含所有相關(guān)的可追溯性信息（包括可用的可認(rèn)可的詳細(xì)信息）。c)參考風(fēng)速使用皮托管測(cè)量，依據(jù)ISO3966，應(yīng)選用橢圓型頭部的NPL型皮托管。皮托管應(yīng)在適當(dāng)風(fēng)速范圍內(nèi)予以校準(zhǔn)，并予以記錄。參考風(fēng)速也可通過(guò)擁有完好不確定度記錄的多普勒激光風(fēng)速計(jì)（LDA）測(cè)量。。d)實(shí)驗(yàn)配置的一致性，應(yīng)至少每日使用“質(zhì)量參考風(fēng)速計(jì)”進(jìn)行對(duì)比校準(zhǔn)驗(yàn)證。e)流場(chǎng)質(zhì)量應(yīng)按照8.2所述要求進(jìn)行驗(yàn)證。f)校準(zhǔn)的可重復(fù)性應(yīng)按照8.2中所述要求進(jìn)行驗(yàn)證。g)依據(jù)ISO/IEC指南98-3:2008評(píng)估風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)中的校準(zhǔn)不確定度。8.2風(fēng)洞的要求風(fēng)速計(jì)的存在不能對(duì)風(fēng)洞流場(chǎng)有實(shí)質(zhì)性影響。測(cè)試過(guò)程中，風(fēng)速計(jì)會(huì)在某種程度上受到風(fēng)洞的阻塞度和洞壁效應(yīng)的影響。阻塞度(BR)——定義為風(fēng)速計(jì)在垂直于氣流流向上的投影面積(包括安裝系統(tǒng)和旋轉(zhuǎn)狀態(tài)轉(zhuǎn)子的投影面積)與實(shí)驗(yàn)段面積的比值，該比值不應(yīng)超過(guò)0.05。根據(jù)8.4.3所述要求，阻塞效應(yīng)是必須考慮的內(nèi)容。建議風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段高與寬均應(yīng)不小于1.0m。通過(guò)風(fēng)速計(jì)安裝區(qū)域的氣流應(yīng)是均質(zhì)的。流動(dòng)均質(zhì)性可通過(guò)速度感應(yīng)裝置測(cè)量，如皮托管、熱線、激光多普勒測(cè)速計(jì)等，測(cè)量縱向、橫向和垂直方向上的流動(dòng)剖面。校準(zhǔn)風(fēng)速范圍內(nèi)，測(cè)量區(qū)域內(nèi)兩點(diǎn)間的平均風(fēng)速最大差異應(yīng)低于0.2%。平均值的計(jì)算時(shí)間不小于5min，測(cè)量區(qū)域應(yīng)在風(fēng)速計(jì)工作狀態(tài)下所占空間的基礎(chǔ)上，在各方向外延50%，如圖7所示。應(yīng)對(duì)風(fēng)速均質(zhì)性進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間不低于5min，風(fēng)速檢測(cè)點(diǎn)約為4m/s、8m/s、12m/s、16m/s。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖7用作氣流均勻性測(cè)試的體積的定義流動(dòng)的穩(wěn)定性應(yīng)在均質(zhì)性檢測(cè)區(qū)域的中心進(jìn)行測(cè)量。流動(dòng)穩(wěn)定的判別方式是:連續(xù)10個(gè)30s均值偏離其總平均值不超過(guò)0.5%。杯式風(fēng)速計(jì)對(duì)水平風(fēng)梯度非常敏感。水平風(fēng)梯度取決于濾網(wǎng)和平滑裝置的污染程度。因此，有必要使用2個(gè)完全相同的皮托管來(lái)檢查風(fēng)梯度，它們應(yīng)準(zhǔn)確放置在風(fēng)速計(jì)安裝的位置，頭部跨度基本覆蓋風(fēng)杯的旋轉(zhuǎn)區(qū)域。進(jìn)行一系列測(cè)量，并對(duì)2個(gè)皮托管測(cè)量的動(dòng)壓線性擬合。測(cè)量時(shí)間不短于5min，其風(fēng)速的差異應(yīng)小于0.2%。預(yù)校準(zhǔn)型號(hào)的風(fēng)速計(jì)(包括安裝管)對(duì)皮托管所測(cè)風(fēng)速的影響應(yīng)小于±0.2%。風(fēng)速計(jì)位置處的風(fēng)速軸向湍流強(qiáng)度應(yīng)低于2%，湍流強(qiáng)度應(yīng)包括頻率在10Hz以內(nèi)的縱向風(fēng)速波動(dòng)。湍流測(cè)量的數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)采樣率至少20Hz，持續(xù)時(shí)間60s的風(fēng)速數(shù)據(jù)得到。湍流評(píng)估應(yīng)至少對(duì)7m/s、10m/s和13m/s的流速進(jìn)行，使用的設(shè)備應(yīng)適用于測(cè)量截止頻率至少為20Hz的風(fēng)速波動(dòng)。如不滿足上述要求，應(yīng)通過(guò)適當(dāng)?shù)臏y(cè)試評(píng)估，并在不確定的評(píng)估中加以考慮。風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)給出了參考測(cè)量位置和風(fēng)速計(jì)位置處風(fēng)況的關(guān)系，應(yīng)使用皮托管在4m/s～16m/s風(fēng)速范圍內(nèi)進(jìn)行評(píng)估。校準(zhǔn)配置應(yīng)通過(guò)詳細(xì)的風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)進(jìn)行重復(fù)性檢查。校準(zhǔn)設(shè)備應(yīng)指定具有尺寸代表性的參考風(fēng)速計(jì)。在校準(zhǔn)風(fēng)速范圍內(nèi)，質(zhì)量參考風(fēng)速計(jì)輸出結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)偏差與最大偏差應(yīng)分別低于平均值的0.2%和0.6%。8.3儀器和校準(zhǔn)配置要求專用外部信號(hào)調(diào)理設(shè)備如頻壓轉(zhuǎn)換器，應(yīng)在將風(fēng)速計(jì)隔離的條件下單獨(dú)校準(zhǔn)，所以允許風(fēng)速計(jì)的校準(zhǔn)和報(bào)告編寫(xiě)?yīng)毩⒂谛盘?hào)調(diào)理設(shè)備。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分辨率至少為0.02m/s。如果是模擬電壓設(shè)備應(yīng)特別注意，確保信號(hào)充分緩沖以防止其被低阻抗采集設(shè)備衰減。安裝配置對(duì)設(shè)備性能有顯著的影響，特別是安裝管的直徑與風(fēng)速計(jì)旋轉(zhuǎn)直徑相比很大時(shí)。因此，校準(zhǔn)時(shí)風(fēng)速計(jì)應(yīng)安裝在支管的頂端，使流場(chǎng)畸變最小，并且每次只能校準(zhǔn)一臺(tái)風(fēng)速計(jì)。安裝管的直徑應(yīng)與風(fēng)速計(jì)實(shí)際使用時(shí)相同。建議風(fēng)速計(jì)轉(zhuǎn)杯距上下洞壁的相對(duì)距離，均不小于0.5m。參考風(fēng)向應(yīng)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022予以定義、記錄，并參考使用，以防風(fēng)速計(jì)對(duì)風(fēng)向敏感。風(fēng)速計(jì)應(yīng)安裝于實(shí)驗(yàn)段，并盡量準(zhǔn)確的垂直于風(fēng)洞風(fēng)向。風(fēng)速計(jì)安裝管與風(fēng)向的最大偏差為0.2°。圖1給出了典型的杯式風(fēng)速計(jì)傾斜影響的例子。應(yīng)確保風(fēng)速計(jì)不受任何參考風(fēng)速測(cè)量設(shè)備的影響。反之，風(fēng)速計(jì)也不應(yīng)影響參考儀器區(qū)域的氣流。如果出現(xiàn)流場(chǎng)畸變，應(yīng)調(diào)節(jié)皮托管的位置。移開(kāi)風(fēng)速計(jì)，然后放回原來(lái)位置，觀察其余儀器的輸出是否改變，用同樣方法考察參考儀器。實(shí)驗(yàn)段中的皮托靜壓管應(yīng)對(duì)準(zhǔn)平均氣流方向，最大允許偏差是0.5°。校準(zhǔn)過(guò)程中，應(yīng)檢查風(fēng)速計(jì)的輸出信號(hào)，確保其不受干擾或噪聲的影響。注：皮托靜壓管裝歪可能導(dǎo)致壓差測(cè)量偏差。對(duì)于NPL型皮托管(參見(jiàn)ISO3966:2020圖A.5)，與平均流動(dòng)方向校準(zhǔn)期間，應(yīng)檢查風(fēng)速計(jì)的輸出信號(hào)，確保其不受干擾或噪聲的影響。8.4校準(zhǔn)程序8.4.1杯式和超聲波風(fēng)速計(jì)的一般流程校準(zhǔn)開(kāi)始前，風(fēng)速計(jì)應(yīng)在約10m/s風(fēng)速環(huán)境中運(yùn)行最少5min。校準(zhǔn)應(yīng)在4m/s～16m/s的風(fēng)速范圍內(nèi)以1m/s或更小的間隔將風(fēng)速分別做升速和減速。如果校準(zhǔn)過(guò)程中開(kāi)啟了加熱功能，則應(yīng)在校準(zhǔn)證書(shū)中注明。注：1m/s的間隔也能用2m/s跳躍，如4mm/s、11m/s、9m/s、7m/s、5采樣頻率應(yīng)至少為1Hz，且采樣間隔至少為30s。如果校準(zhǔn)低分辨率的風(fēng)速計(jì)時(shí)，采樣間隔可以延長(zhǎng)。應(yīng)確保風(fēng)速計(jì)和參考風(fēng)速讀數(shù)時(shí)間周期相同。采集每個(gè)風(fēng)速得數(shù)據(jù)之前，要有充分時(shí)間，確保穩(wěn)定得流場(chǎng)條件已建立，見(jiàn)8.2。這可能需要1min時(shí)間，但會(huì)因設(shè)施而異。8.4.2超聲波風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)流程超聲波風(fēng)速計(jì)用于測(cè)量二維或三維風(fēng)速分量。在測(cè)風(fēng)的用例要求水平風(fēng)速的測(cè)量結(jié)果的場(chǎng)合（如功率特性測(cè)試），應(yīng)設(shè)置超聲波風(fēng)速計(jì)，最好是在內(nèi)部或通過(guò)后處理得到水平風(fēng)速的測(cè)量結(jié)果。校準(zhǔn)過(guò)程中，完整的超聲波風(fēng)速計(jì)應(yīng)安裝在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段內(nèi)。超聲波風(fēng)速計(jì)的測(cè)量部分應(yīng)位于實(shí)驗(yàn)段用于測(cè)試的區(qū)域內(nèi)。風(fēng)向準(zhǔn)線應(yīng)對(duì)準(zhǔn)參考方向準(zhǔn)線，見(jiàn)8.3。方向?qū)?zhǔn)有利于減小聲學(xué)轉(zhuǎn)換接收器支撐機(jī)構(gòu)對(duì)氣流的干擾。校準(zhǔn)證書(shū)或其附錄中，應(yīng)記錄校準(zhǔn)過(guò)程中超聲波的配置參數(shù)。校準(zhǔn)結(jié)果僅適用于傳感器配置和信號(hào)輸出格式均相同的情況。對(duì)于該測(cè)試，應(yīng)按照8.4.1的要求使用不同風(fēng)速校準(zhǔn)超聲波風(fēng)速計(jì)。如有需要應(yīng)增加改變風(fēng)速計(jì)偏航方向的校準(zhǔn)(例如:支撐機(jī)構(gòu)產(chǎn)生最大流動(dòng)干擾的偏航角)，增加的偏航校準(zhǔn)，應(yīng)在10m/s風(fēng)速下進(jìn)行，作為符合分級(jí)結(jié)果的質(zhì)量控制。校準(zhǔn)期間應(yīng)監(jiān)測(cè)超聲波風(fēng)速計(jì)的狀態(tài)信號(hào)(如果可以)。狀態(tài)信號(hào)可用于剔除錯(cuò)誤數(shù)據(jù)。8.4.3確定風(fēng)速計(jì)位置處的風(fēng)速空氣密度ρ根據(jù)風(fēng)洞的平均氣溫T、相對(duì)濕度Φ和氣壓B，用式(20)計(jì)算得出（標(biāo)準(zhǔn)不確定度小于10-3kg/m3式中：GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022B——大氣壓力，單位為帕[Pa]；T——絕對(duì)溫度，單位為開(kāi)爾文[K]；Φ——相對(duì)濕度（范圍是0到1）；R0——干燥空氣的氣體常數(shù)[287.05J/kg.K]；Rw——水蒸汽的氣體常數(shù)[461.5J/kg.K]；Pw——蒸汽壓力，單位為帕[Pa]。蒸汽壓力Pw取決于平均空氣溫度。P=0.0000205×exp(0.0631846×T) (21)風(fēng)速計(jì)位置處的平均風(fēng)速由參考位置處的平均壓差ΔPref、使用式(22)算得的：×α×kc×式中：α——皮托靜壓管壓頭系數(shù)；kc——風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)，給出參考測(cè)量位置與風(fēng)速計(jì)位置間的關(guān)系；——風(fēng)速計(jì)與安裝管對(duì)風(fēng)洞氣流的干擾的校正函數(shù)；kb——阻塞的干擾校正系數(shù)；ki——由于風(fēng)速計(jì)（含安裝管）與實(shí)驗(yàn)段邊界產(chǎn)生的干擾而引起的校正系數(shù)，也包括貫穿邊界對(duì)流動(dòng)的支架干擾；kp——風(fēng)速計(jì)（含安裝管）對(duì)皮托管測(cè)量速度的干擾校正系數(shù)；——風(fēng)速計(jì)位置的平均風(fēng)速；——參考位置的平均風(fēng)速；n——采樣間隔內(nèi)的采樣個(gè)數(shù)。實(shí)驗(yàn)段沒(méi)有風(fēng)速計(jì)與安裝管時(shí)，校正函數(shù)應(yīng)等于1。應(yīng)評(píng)價(jià)校正函數(shù)對(duì)校準(zhǔn)結(jié)果的影響，并記錄在校準(zhǔn)設(shè)施配置報(bào)告和不確定度計(jì)算中。8.5數(shù)據(jù)分析校準(zhǔn)數(shù)據(jù)應(yīng)通過(guò)線性回歸分析評(píng)價(jià)下述回歸參數(shù):截距、斜率、擬合系數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)不確定度。風(fēng)速值應(yīng)根據(jù)風(fēng)速計(jì)輸出進(jìn)行回歸。若數(shù)據(jù)的相關(guān)系數(shù)r小于0.99995，則應(yīng)檢查是否由于風(fēng)速計(jì)非線性或其它原因引起。如果發(fā)生風(fēng)速計(jì)非線性，在證書(shū)中應(yīng)予以記錄。8.6不確定度分析GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022確定流經(jīng)風(fēng)速計(jì)的水平風(fēng)速的不確定度是非常重要的。應(yīng)依據(jù)ISO/IEC指南98-3:2008，對(duì)A類和B類不確定度進(jìn)行分析。合成不確定度量值的統(tǒng)計(jì)評(píng)估應(yīng)考慮以下因素：流速測(cè)量不確定度（皮托管、傳感器，空氣密度估計(jì)等風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)；式(22)中定義的校正函數(shù)計(jì)算的風(fēng)洞校正系數(shù)；風(fēng)洞橫截面尺寸的影響；風(fēng)速計(jì)測(cè)量的輸出；各類風(fēng)速計(jì)不確定度評(píng)估均應(yīng)考慮風(fēng)速計(jì)未豎直安裝的影響;風(fēng)速計(jì)輸出的短期內(nèi)產(chǎn)生的離散導(dǎo)致的統(tǒng)計(jì)不確定度(所指示的風(fēng)速計(jì)信號(hào)的變化，如角速度的波動(dòng)、信號(hào)發(fā)生的偏差、平均時(shí)間內(nèi)的采樣偏差)；由進(jìn)行校準(zhǔn)的風(fēng)洞與其他風(fēng)洞結(jié)果差異產(chǎn)生的不確定度，主要由能力檢測(cè)決定，未涵蓋在其他不確定度分量中；線性化校準(zhǔn)表達(dá)式導(dǎo)致的不確定度。8.7報(bào)告格式相關(guān)文檔應(yīng)提供校準(zhǔn)風(fēng)速計(jì)的流程與設(shè)施(校準(zhǔn)設(shè)施配置報(bào)告)及單獨(dú)風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)信息。校準(zhǔn)設(shè)施配置報(bào)告應(yīng)至少包含以下信息：a)風(fēng)洞描述(包括實(shí)驗(yàn)段、穩(wěn)流室、整流器、鼓風(fēng)力發(fā)電機(jī)組布置);b)可表示實(shí)驗(yàn)段中風(fēng)速計(jì)與皮托管位置的風(fēng)洞簡(jiǎn)圖;c)流場(chǎng)質(zhì)量測(cè)試;d)阻塞效應(yīng)評(píng)估；e)風(fēng)速計(jì)安裝高度的影響；f)底板的影響；g)安裝位置對(duì)參考測(cè)量的影響;h)校正函數(shù)的影響；i)湍流測(cè)量；j)儀器證書(shū)；k)測(cè)量程序；l)數(shù)據(jù)評(píng)估程序；m)風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)重復(fù)性的記錄;n)不確定度分析；o)與上述要求的偏離。風(fēng)速計(jì)的校準(zhǔn)報(bào)告應(yīng)至少包含以下信息：1)測(cè)試風(fēng)速計(jì)的制造商、型號(hào)和序列號(hào)，若風(fēng)杯是單獨(dú)運(yùn)輸?shù)倪€應(yīng)有風(fēng)杯序列號(hào);2)校準(zhǔn)過(guò)程中偏航定向的詳細(xì)記錄（偏航敏感裝置）；3)安裝系統(tǒng)的圓管直徑;4)外部轉(zhuǎn)換器的制造商、類型和序列號(hào)；5)客戶的名稱與地址；6)校準(zhǔn)執(zhí)行人員、校核人員、發(fā)布批準(zhǔn)人員的簽名;7)風(fēng)洞的名稱；GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:20228)校準(zhǔn)期間的環(huán)境條件（氣溫、氣壓和濕度）；9)擬合參數(shù)（偏移量、斜率、回歸系數(shù)）；10)線性表達(dá)式導(dǎo)致的不確定度(散點(diǎn)殘差);11)校正函數(shù)f(ks,k,kp,B,…)導(dǎo)致的不確定度；12)所有校準(zhǔn)點(diǎn)和擬合結(jié)果的表格和圖形表示(同擴(kuò)展的線性擬合線之間的偏差);13)與每個(gè)測(cè)量點(diǎn)相關(guān)的不確定度；14)校準(zhǔn)設(shè)施配置報(bào)告引用的參考文獻(xiàn):15)校準(zhǔn)日期；16)風(fēng)速計(jì)及其在風(fēng)洞中安裝情況的照片。8.8不確定度計(jì)算示例風(fēng)速計(jì)位置處的風(fēng)速是無(wú)法測(cè)準(zhǔn)的，并且風(fēng)洞中的傳感器與在自由空氣中相比，會(huì)有明顯更小空間的流場(chǎng)，因此校正是必要的。風(fēng)洞的優(yōu)化校正和校正系數(shù)的確定是測(cè)量不確定度計(jì)算的關(guān)鍵。理想情況下，不確定度計(jì)算應(yīng)獨(dú)立應(yīng)用于校準(zhǔn)測(cè)量的每一個(gè)風(fēng)速校準(zhǔn)情況。在這個(gè)例子中，用額定值25m/s的風(fēng)洞校準(zhǔn)10m/s的點(diǎn)。表5按順序處理每一個(gè)不確定度源，首先是B類不確定度。為避免重復(fù)，氣壓測(cè)量的詳細(xì)評(píng)估已略去，可以用與處理氣溫同樣的方法來(lái)處理氣壓。表5風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)不確定度評(píng)估示例不確定度源ui討論靈敏度值cim/suf，風(fēng)洞校正系數(shù)，f基于校正影響系數(shù)f(ks,kz,kp,?,…)的不確定度ut，風(fēng)洞校準(zhǔn)系數(shù)，kc風(fēng)洞校準(zhǔn)可以使用2個(gè)皮托管進(jìn)行，1個(gè)位于長(zhǎng)期參考位置，1個(gè)位于測(cè)量風(fēng)速計(jì)位置。通過(guò)交換2個(gè)皮托管系統(tǒng)，所有的B類不確定度都可以降低，用標(biāo)準(zhǔn)擬合分析得到一個(gè)校正系數(shù)(截距強(qiáng)制過(guò)原點(diǎn))和相關(guān)的A類標(biāo)準(zhǔn)不確定度假設(shè)校正值為1.02，標(biāo)準(zhǔn)不確定度為0.010.01Ct=0.5×v/kc=0.5×10/1.02=4.90m/s0.049uB，阻塞校正系數(shù)，kB固體對(duì)象放置在風(fēng)洞流場(chǎng)中會(huì)影響流動(dòng)，影響程度與物體尺寸和風(fēng)洞面積的關(guān)系有關(guān)。假定被測(cè)儀器尺寸不變，由于連續(xù)性，閉口實(shí)驗(yàn)段的流速會(huì)增加；開(kāi)口實(shí)驗(yàn)段中，氣流通道變寬會(huì)導(dǎo)致流速減小。假設(shè)阻塞效應(yīng)的不確定度為0.1%是合理的。校準(zhǔn)設(shè)施配置報(bào)告應(yīng)記錄計(jì)算方法、校正系數(shù)的估計(jì)值與其不確定度0.001m/s/1.001≈10m/s0.01GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022表5風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)不確定度評(píng)估示例（續(xù)）不確定度源ui討論靈敏度值cim/s數(shù)，ki風(fēng)速計(jì)下方和上方需要一定的空間(決定于安裝管和風(fēng)速計(jì)的尺寸)，以模擬自由大氣流場(chǎng)。因此測(cè)試段中心對(duì)于被測(cè)設(shè)備可能不是最佳位置。如果風(fēng)洞較小導(dǎo)致安裝管太短，產(chǎn)生誤差可達(dá)2%。只有安裝管達(dá)到一定長(zhǎng)度，影響才開(kāi)始降低。這個(gè)長(zhǎng)度為高出基座大約50cm。假定位置影響已知，不確定度取值0.1%可能是合適的0.001m/s/1.001≈10m/s0.01uP，位置校正系數(shù)，kP風(fēng)速計(jì)對(duì)參考皮托管周圍的流動(dòng)產(chǎn)生影響。假設(shè)影響量已知，不確定度取值0.1%可能是合適的0.001數(shù)，kFD風(fēng)速計(jì)一般安裝在一定長(zhǎng)度的測(cè)量支桿上，在風(fēng)洞中難以再現(xiàn)。如果風(fēng)速計(jì)安裝在開(kāi)口風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段的圓管基座上，氣流會(huì)向下逃逸。這將導(dǎo)致風(fēng)速計(jì)的動(dòng)力損失，并因此產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。安裝基座平板可以大幅減小這種損失。假定安裝了基座平板，標(biāo)準(zhǔn)不確定度取值0.1%是合適的，否則需要檢查這種影響0.001CFD=v/kFD=10m/s/1.001≈0.01up，t壓力感測(cè)器，Kp，t壓力傳感器校準(zhǔn)證書(shū)記錄量程0Pa～500Pa范圍內(nèi)的最大不確定度為0.5Pa0.5Pacp，t=0.5×v/Kp，t=0.5×10/5000=0.0010.0005up，s壓力傳感器Kp，sup，d壓力傳感器數(shù)據(jù)采樣轉(zhuǎn)換Kp，d壓力傳感器輸出測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)顯示，在0V～10V范圍內(nèi)的最大不確定度為0.00015V0.00015Vcp，s=0.5×v/Kp，s=0.5×10/0.01=5000.010uT，t，氣溫傳感器，KT，tu理增益，KT，suT，d溫度信號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換，KT，d溫度測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)顯示，在10℃~30℃范圍內(nèi)的最大不確定度為0.1℃0.1CcT，t=0.5×v/KT，tn/an/a0.001GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022表5風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)不確定度評(píng)估示例（續(xù)）不確定度源ui討論靈敏度值cim/suh皮托管壓頭系數(shù)，Ch皮托管壓頭系數(shù)由風(fēng)的攻角決定。可能有2個(gè)不確定度來(lái)源，一個(gè)與皮托管布置在平均氣流方向上的準(zhǔn)確度相關(guān)，另一個(gè)由瞬時(shí)氣流方向上的湍流變化產(chǎn)生。假設(shè)標(biāo)稱管壓頭系數(shù)為0.997，假設(shè)推導(dǎo)出的標(biāo)準(zhǔn)偏差為2°。相關(guān)ISO標(biāo)準(zhǔn)建議管壓頭系數(shù)增加0.1%0.000997Ch=-0.5×v/Ch=-0.5×10/0.997=-5.0150.005upcal皮托管校準(zhǔn)參考皮托管校準(zhǔn)證書(shū)記錄，在4m/s～16m/s范圍內(nèi)不確定度可以取值0.25%0.0025Cph=-0.5×v/Ch=-0.5×10/0.997=-5.015uB，t氣壓計(jì)靈敏系數(shù)，KB，tuB，s氣壓計(jì)信號(hào)調(diào)理增益，KB，suB，d氣壓計(jì)信號(hào)數(shù)字轉(zhuǎn)換，KB，d氣壓計(jì)校準(zhǔn)結(jié)果顯示，在900hPa～1100hPa范圍內(nèi)，最大不確定度為0.5hPa0.5hPasA風(fēng)速時(shí)間序列的平均的統(tǒng)計(jì)不確定度假設(shè)湍流強(qiáng)度為2%，30s，2Hz采樣，60個(gè)樣本。10m/s的平均值標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：0.02610.026up，濕度對(duì)密度或uΦΦ相對(duì)濕度測(cè)量設(shè)備校準(zhǔn)結(jié)果顯示，在10%~95%范圍內(nèi)，不確定度不超過(guò)2%。選取2%作為計(jì)算值。15C時(shí)，Pw=1700Pa，假設(shè)B=1013mbar=101300Pa，kp按0.997，cΦ（10m/s）為0.032。uΦ=0.02%RHcp=0.0320.001合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度為最右列所有不確定度分量的平方和的根，這個(gè)值為0.06m/s。這個(gè)示例中，B類不確定度占主要成分。延長(zhǎng)校準(zhǔn)時(shí)間可以降低A類不確定度，但是對(duì)于B類不確定度沒(méi)有效果。此外，盡管對(duì)于某個(gè)特定風(fēng)速，B類不確定度的源之間互不相關(guān)，但它們?nèi)寂c風(fēng)速完全相關(guān)，這意味著即便是看起來(lái)好的校準(zhǔn)(好且直的擬合線)，仍然會(huì)有很大不確定度。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:20229風(fēng)速計(jì)現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)9.1概述有兩種可用方法證明在測(cè)量期間所用風(fēng)速計(jì)同校準(zhǔn)時(shí)相比沒(méi)有發(fā)生改變。風(fēng)速計(jì)可在測(cè)試結(jié)束后在風(fēng)洞中校準(zhǔn)以得到與初次校準(zhǔn)的區(qū)別。另一種方法是在測(cè)試期間對(duì)主風(fēng)速計(jì)和安裝在主風(fēng)速計(jì)附近的參考風(fēng)速計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)。應(yīng)注意，如果參考風(fēng)速計(jì)和主風(fēng)速計(jì)以相似的速率降級(jí)，則該方法無(wú)法識(shí)別風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的漸進(jìn)式降級(jí)。應(yīng)定期進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，以便在早期發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。9.2先決條件在測(cè)試期間，根據(jù)第10章的要求將兩個(gè)風(fēng)速計(jì)安裝在測(cè)風(fēng)塔上。主風(fēng)速計(jì)用于所需測(cè)試，另參考風(fēng)速計(jì)用于現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)。風(fēng)速計(jì)有以下三種安裝方式:a)方式1：如10.2所述的頂部安裝；b)方式2：如10.3所述的備用頂部安裝；c)方式3：如10.4所述，兩個(gè)風(fēng)速計(jì)均側(cè)面安裝。9.3分析方法對(duì)測(cè)試期間記錄的兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)做10min平均值對(duì)比。第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含風(fēng)速計(jì)安裝后立即開(kāi)始的數(shù)據(jù)，第二個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)包含測(cè)試期間的后期數(shù)據(jù)。每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)均滿足如下要求：a)應(yīng)覆蓋4m/s～12m/s風(fēng)速范圍；b)風(fēng)向在有效扇區(qū)內(nèi)；c)每個(gè)風(fēng)速區(qū)間至少3個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，區(qū)間劃分可以選擇以下兩種方法：1)區(qū)間選項(xiàng)1：風(fēng)速區(qū)間寬度1m/s，區(qū)間中心為1.0m/s整數(shù)倍，取一個(gè)不超過(guò)±15°風(fēng)向區(qū)間內(nèi)的參考風(fēng)速計(jì)風(fēng)速數(shù)據(jù)；2)區(qū)間選項(xiàng)2：風(fēng)速區(qū)間寬度4m/s，區(qū)間中心為2m/s、6m/s、10m/s和14m/s，取多個(gè)10°風(fēng)向區(qū)間內(nèi)的參考風(fēng)速計(jì)風(fēng)速數(shù)據(jù)。此0m/s～16m/s的風(fēng)速范圍，僅適用于中間分析步驟，應(yīng)基于4m/s至12m/s的范圍做最終分析。d)包含一個(gè)風(fēng)向扇區(qū)，此扇區(qū)內(nèi)測(cè)風(fēng)塔不受任何風(fēng)力發(fā)電機(jī)組尾流影響，風(fēng)速計(jì)也不受測(cè)風(fēng)塔尾流影響，如下所述：1)示例：風(fēng)速計(jì)并排頂部安裝(方式2)，并且只用一個(gè)風(fēng)向扇區(qū)用于風(fēng)速區(qū)間(區(qū)間選項(xiàng)1)，此風(fēng)向扇區(qū)包含與橫桿成90°的風(fēng)向，并且在可用風(fēng)向內(nèi)；2)示例：?jiǎn)蝹€(gè)頂部安裝風(fēng)速計(jì)(方式1)，全部風(fēng)向區(qū)間應(yīng)避開(kāi)測(cè)風(fēng)塔尾流影響區(qū)，也即，參考風(fēng)速計(jì)中心與測(cè)風(fēng)塔任何部分的水平連線與所有風(fēng)向區(qū)間邊界相差至少45°(見(jiàn)圖8和圖9);e)最長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間應(yīng)為8周。分析所用的風(fēng)向區(qū)間應(yīng)在報(bào)告中明確說(shuō)明。如果采用寬度1m/s的風(fēng)速區(qū)間和一個(gè)30°的風(fēng)向區(qū)間（區(qū)間選項(xiàng)1），則主風(fēng)速計(jì)為因變量，參考風(fēng)速計(jì)為自變量，進(jìn)行線性回歸，回歸結(jié)果將用于估算主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速，被稱為Vprimary_est。Vprimary_est=m×Vcontrol+b……………(23)式中m——Vprimary_est關(guān)于Vcontrol線性回歸的斜率；GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022b——Vprimary_est關(guān)于Vcontrol線性回歸的截距；Vcontrol——參考風(fēng)速計(jì)的風(fēng)速。這旨在說(shuō)明風(fēng)速計(jì)隨時(shí)間而發(fā)生的特性改變，并不是絕對(duì)的校準(zhǔn)。如果采用寬度4m/s的風(fēng)速區(qū)間和10°的風(fēng)向區(qū)間(區(qū)間選項(xiàng)2)，則根據(jù)第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)區(qū)間劃分出的每個(gè)風(fēng)向區(qū)間下的各風(fēng)速區(qū)間數(shù)據(jù)組，采用分段線性插值估計(jì)主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速，如式(24)：=+Vprima,i1…這種情況下，現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)第二數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)僅能使用第一數(shù)據(jù)庫(kù)中每個(gè)風(fēng)速、風(fēng)向區(qū)間覆蓋的參考風(fēng)速計(jì)數(shù)據(jù)。式(24)可用于外推至被覆蓋的風(fēng)速區(qū)間的邊界。如果在一個(gè)風(fēng)向區(qū)間內(nèi)僅有一個(gè)風(fēng)速區(qū)間被覆蓋，則把主風(fēng)速計(jì)測(cè)得的風(fēng)速區(qū)間平均值與參考風(fēng)速計(jì)測(cè)得的區(qū)間平均值之比作為對(duì)參考風(fēng)速計(jì)測(cè)量的校正系數(shù)。9.4評(píng)估準(zhǔn)則將第一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的回歸或分段線性插值應(yīng)用于第二個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的參考風(fēng)速計(jì)測(cè)量值，得出每個(gè)10min的主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速估計(jì)值。在寬度為1m/s、中心為1.0m/s的整數(shù)倍的各風(fēng)速區(qū)間內(nèi)，計(jì)算主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速測(cè)量值與估計(jì)值偏差的平均值（系統(tǒng)偏差）。系統(tǒng)偏差為：……n對(duì)每一個(gè)風(fēng)速區(qū)間，計(jì)算主風(fēng)速計(jì)風(fēng)速估計(jì)值與測(cè)量值的偏差及偏差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度（統(tǒng)計(jì)偏差）。風(fēng)速偏差的標(biāo)準(zhǔn)不確定度是風(fēng)速差異的標(biāo)準(zhǔn)偏差除以測(cè)量點(diǎn)數(shù)的平方根。標(biāo)準(zhǔn)不確定度為：2……………如果在4m/s～12m/s任一區(qū)間內(nèi)，風(fēng)速偏差平均值（系統(tǒng)偏差）與風(fēng)速偏差標(biāo)準(zhǔn)不確定度（統(tǒng)計(jì)偏差）的統(tǒng)計(jì)平方公差沒(méi)有超過(guò)0.1m/s，則現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)通過(guò)。<0.1ms………如果在4m/s～12m/s區(qū)間內(nèi)，至少有一個(gè)區(qū)間的δ值大于0.1m/s且在所有區(qū)間的δ值均不超過(guò)0.2m/s，則風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)的不確定度v,i應(yīng)至少增加到在4m/s～12m/s風(fēng)速范圍內(nèi)的δGB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022最大值。如果在4m/s～12m/s風(fēng)速范圍內(nèi)任一區(qū)間的δ值均大于0.2m/s，則現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試應(yīng)調(diào)至較早的時(shí)間段，直到δ值不再超過(guò)0.2m/s。這段時(shí)間之后的測(cè)量活動(dòng)的數(shù)據(jù)應(yīng)剔除，且剩余測(cè)量活動(dòng)的數(shù)據(jù)中，風(fēng)速計(jì)校準(zhǔn)不確定度v,i應(yīng)按照沒(méi)有剔除數(shù)據(jù)的情況處理。注：現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)可以在測(cè)試期間經(jīng)常重復(fù)執(zhí)行，用于輔助識(shí)別風(fēng)速計(jì)的漸進(jìn)式降圖8用于在一座三角形桁架式測(cè)風(fēng)塔上單獨(dú)安裝在頂部的風(fēng)速計(jì)的有效的參考風(fēng)速計(jì)方向扇區(qū)的示例圖9用于在一座管狀測(cè)風(fēng)塔上單獨(dú)安裝在頂部的風(fēng)速計(jì)的有效的參考風(fēng)速計(jì)方向扇區(qū)的示例10測(cè)風(fēng)塔設(shè)備安裝10.1概述GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022測(cè)風(fēng)塔上設(shè)備的合理布置對(duì)于精確的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組測(cè)試很重要（對(duì)于在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組機(jī)艙上而不是在測(cè)風(fēng)塔上安裝儀器的場(chǎng)合，參考附錄C作為指導(dǎo)）。測(cè)風(fēng)塔風(fēng)速計(jì)的布置，應(yīng)至少包括一個(gè)頂部安裝的主風(fēng)速計(jì)和一個(gè)參考風(fēng)速計(jì)。使用參考風(fēng)速計(jì)的目的是提供一種主風(fēng)速計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)自洽性核查方法，如第9章所述。在使用已分級(jí)的風(fēng)速計(jì)進(jìn)行預(yù)期目的需求之前（如功率特性測(cè)試建議核查風(fēng)速計(jì)的幾何外形是否與分級(jí)時(shí)所用風(fēng)速計(jì)類型的幾何描述一致。特別是風(fēng)速計(jì)的安裝位置應(yīng)盡量保證氣流畸變最小，尤其是來(lái)自測(cè)風(fēng)塔和橫桿的影響。當(dāng)需要在大風(fēng)向范圍內(nèi)擁有最小的氣流畸變時(shí)，可以采用頂部安裝風(fēng)速計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，并排安裝兩個(gè)頂部風(fēng)速計(jì)為風(fēng)速自洽性核查提供一個(gè)高魯棒性的方法，如果能夠同時(shí)保證兩者適當(dāng)?shù)乃骄嚯x并且風(fēng)速計(jì)安裝穩(wěn)固，這種方法僅僅增加了很小的氣流畸變。當(dāng)風(fēng)速計(jì)安裝在測(cè)風(fēng)塔頂部以下的側(cè)向橫桿上時(shí)，測(cè)風(fēng)塔和橫桿引起的氣流畸變非常顯著，必須加以考慮。無(wú)論安裝方式如何，都需要注意確保橫桿結(jié)構(gòu)足夠穩(wěn)固以避免劇烈振動(dòng)。測(cè)風(fēng)塔上需要在主風(fēng)速計(jì)安裝高度附近安裝其他設(shè)備(參考風(fēng)速計(jì)、風(fēng)向標(biāo)、溫度和氣壓傳感器)，應(yīng)避免安裝在干擾主風(fēng)速計(jì)的位置處。10.2單個(gè)頂部安裝風(fēng)速計(jì)為使在盡可能寬的風(fēng)向范圍內(nèi)，風(fēng)速測(cè)量的氣流畸變可以忽略不計(jì)，單個(gè)頂部安裝的風(fēng)速計(jì)是理想的配置。如果采用這種配置，則應(yīng)滿足10.2的所有規(guī)定。尤其當(dāng)測(cè)風(fēng)塔的橫截面積較大且因此導(dǎo)致較低位置的風(fēng)速計(jì)比頂部安裝的風(fēng)速計(jì)受到更顯著的測(cè)風(fēng)塔干擾影響時(shí)，或當(dāng)遇到較大的風(fēng)切變時(shí)，應(yīng)仔細(xì)考慮這種配置是否能實(shí)現(xiàn)較低高度風(fēng)速計(jì)自洽性核查的高魯棒性。風(fēng)速計(jì)應(yīng)被支撐，使得杯式風(fēng)速計(jì)至少高出測(cè)風(fēng)塔或者其它能夠引起氣流擾動(dòng)部件1.5m，支撐部件或者測(cè)風(fēng)塔的任何部位都不能超出以風(fēng)杯頂端為頂點(diǎn)的11:1的半圓錐體。風(fēng)速計(jì)需安裝在一個(gè)豎直圓管上，圓管尺寸與校準(zhǔn)（和分級(jí)）時(shí)使用的圓管外徑尺寸一致(±1.5mm），但不能超過(guò)風(fēng)速計(jì)直徑。圓管和風(fēng)速計(jì)總長(zhǎng)度(測(cè)量至風(fēng)杯)不小于0.75m。此外，風(fēng)速計(jì)應(yīng)保持穩(wěn)定，這可能需要直徑較小的垂直圓管與另一根直徑較大的圓管同心安裝，以提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。頂部風(fēng)速計(jì)以下，1.5m范圍內(nèi)的附加圓管直徑不能大于風(fēng)速計(jì)尺寸。連接風(fēng)速計(jì)與垂直圓管的支架應(yīng)緊湊、平滑且對(duì)稱。當(dāng)風(fēng)速計(jì)電纜線布置在支撐圓管內(nèi)部時(shí)，電纜應(yīng)布置在垂直管內(nèi)部。對(duì)于其他配置(如抽頭)，電纜應(yīng)螺旋纏繞在垂直圓管上(大致3圈/m或者與校準(zhǔn)和分級(jí)時(shí)相似)。風(fēng)速計(jì)應(yīng)在校準(zhǔn)時(shí)使用與現(xiàn)場(chǎng)一致的電纜附件和布線配置。風(fēng)速計(jì)(和安裝管)與垂直方向的偏差應(yīng)小于2°。建議通過(guò)測(cè)量來(lái)驗(yàn)證。頂部風(fēng)速計(jì)下方1.5m范圍內(nèi)不得有任何其他設(shè)備，且在風(fēng)速計(jì)下方至少4m范圍內(nèi)也不得位于11：1半錐體外。在這種情況下，參考風(fēng)速計(jì)應(yīng)側(cè)面安裝在距離頂部風(fēng)速計(jì)至少4m但不超過(guò)6m的距離內(nèi)，否則應(yīng)滿足10.4中側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)的要求。圖10給出了頂部安裝風(fēng)速計(jì)的配置示例。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖10頂部安裝風(fēng)速計(jì)以及安裝要求示例10.3并排頂部安裝風(fēng)速計(jì)對(duì)于并排安裝方案，除了應(yīng)滿足10.2中規(guī)定的所有安裝條件外，還應(yīng)滿足以下特定的條件。杯式風(fēng)速計(jì)應(yīng)安裝在橫桿上方至少20倍橫桿直徑的高度處，推薦使用25倍的橫桿直徑。由水平部分和垂直支撐桿構(gòu)成的橫桿應(yīng)是圓型截面。風(fēng)速計(jì)間隔至少為2.5m，但不能超過(guò)4.0m。測(cè)風(fēng)塔的任何部分都不得超過(guò)11：1的半圓錐體，圓錐體的頂點(diǎn)與兩個(gè)頂部安裝風(fēng)速計(jì)之間的中點(diǎn)重合(在滿足上述尺寸標(biāo)準(zhǔn)的前提下，頂部風(fēng)速計(jì)橫桿本身可以不受此限制)。其他任何儀器都不能安裝于杯式風(fēng)速計(jì)1.5m以內(nèi)，也不得位于杯式風(fēng)速計(jì)下方至少4m的半圓錐體外。圖11給出了一個(gè)并排配置的示例。推薦橫桿與測(cè)風(fēng)塔同軸安裝，或集中安裝在測(cè)風(fēng)塔迎風(fēng)一側(cè)。注：“上風(fēng)向”取決于用例。例如，在使用關(guān)注的相對(duì)狹窄的所需風(fēng)向扇區(qū)的功率特性測(cè)量的案例中，“上風(fēng)向”應(yīng)評(píng)估一個(gè)風(fēng)速計(jì)對(duì)另一個(gè)風(fēng)速計(jì)的影響，且限制測(cè)量扇區(qū)，以便使風(fēng)速測(cè)量的總體不確定度保持在預(yù)期范圍內(nèi)。應(yīng)確定由其他儀器、測(cè)風(fēng)塔及橫桿引起的不確定度。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022圖11頂部并排安裝主風(fēng)速計(jì)和參考風(fēng)速計(jì)以及風(fēng)向標(biāo)和其它儀器安裝在橫桿上的方案10.4側(cè)邊安裝設(shè)備10.4.1概述側(cè)面安裝設(shè)備(如風(fēng)速計(jì)和風(fēng)向標(biāo))會(huì)受到由測(cè)風(fēng)塔、橫桿以及拉線引起的氣流畸變的影響。圓形橫桿對(duì)其上方20倍橫桿直徑位置處造成的影響是0.5%。而由橫桿引起的風(fēng)速計(jì)位置處的氣流畸變需保持在0.5%以下。風(fēng)速計(jì)須安裝在與校準(zhǔn)或分級(jí)過(guò)程中使用的相同外徑(±0.1mm)的垂直圓管上，但是圓管的外徑不能大于風(fēng)速計(jì)的尺寸。風(fēng)向標(biāo)的水平安裝距離應(yīng)不小于測(cè)風(fēng)塔上風(fēng)速計(jì)安裝建議距離的一半。側(cè)面安裝儀器應(yīng)安裝在橫桿上方20倍橫桿直徑(垂直間距)的位置。這種距離要求適用于側(cè)面安裝風(fēng)速計(jì)用作不同高度處另一側(cè)裝風(fēng)速計(jì)的參考風(fēng)速計(jì)的情況，以及適用于風(fēng)切變測(cè)量中不同高度處側(cè)裝風(fēng)速計(jì)安裝的情況。側(cè)裝風(fēng)速計(jì)用于另一側(cè)裝風(fēng)速計(jì)的參考風(fēng)速計(jì)的情況，距離主風(fēng)速計(jì)的垂直距離應(yīng)在4m～6m，橫桿應(yīng)位于測(cè)風(fēng)塔的同一側(cè)并且指向同一個(gè)方向；或者，參考風(fēng)速計(jì)與另一個(gè)側(cè)裝風(fēng)速計(jì)處于同一高度，但指向不同，如此在測(cè)量扇區(qū)內(nèi)可以滿足兩個(gè)風(fēng)速計(jì)位置處的氣流畸變要求。風(fēng)速計(jì)安裝在測(cè)風(fēng)塔的尾流中運(yùn)行會(huì)受到很大干擾。用例依據(jù)測(cè)風(fēng)用例，被尾流干擾的測(cè)量結(jié)果可能不被允許使用（如在功率特性測(cè)試）。在使用這些測(cè)量結(jié)果的場(chǎng)合，應(yīng)評(píng)估包括這些測(cè)量結(jié)GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-50-1:2022果對(duì)于總體風(fēng)速測(cè)量不確定度的影響。測(cè)風(fēng)塔上的氣流畸變十分明顯。為了使測(cè)風(fēng)塔造成的氣流畸變保持在1%以下，風(fēng)速計(jì)與測(cè)風(fēng)塔體之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)木嚯x。風(fēng)速計(jì)-測(cè)風(fēng)塔的推薦間距見(jiàn)10.4.2和10.4.3。測(cè)風(fēng)塔拉線產(chǎn)生的尾流對(duì)風(fēng)速計(jì)在較大范圍內(nèi)有顯著影響，在重要的測(cè)量扇區(qū)中，風(fēng)速計(jì)應(yīng)避免安裝在拉線的下風(fēng)向。干擾和不確定度可以接受的程度取決于用戶，但應(yīng)避免測(cè)風(fēng)塔和橫桿引起的氣流畸變分別大于1%和0.5%。對(duì)于測(cè)風(fēng)塔氣流畸變，允許對(duì)側(cè)邊安裝的風(fēng)速計(jì)的觀測(cè)值進(jìn)行校正，在10.4.4和附錄B中做了進(jìn)一步描述。測(cè)風(fēng)塔可以是管狀或是桁架式的。風(fēng)速計(jì)與測(cè)風(fēng)塔之間的距離與測(cè)風(fēng)塔的類型和實(shí)度有關(guān)。10.4.2管狀測(cè)風(fēng)塔管狀測(cè)風(fēng)塔的附近的氣流畸變估算見(jiàn)圖12，這個(gè)圖根據(jù)Navier-Stokes分析給出管狀測(cè)風(fēng)塔附近氣流的等風(fēng)速點(diǎn)。圖中可見(jiàn)，如果與風(fēng)向差45°,受到的影響最小。一般情況下，測(cè)風(fēng)塔氣流上風(fēng)向有減速，測(cè)風(fēng)塔附近有加速，測(cè)風(fēng)塔后有尾流。由于尾流影響區(qū)域內(nèi)氣流的復(fù)雜性，圖12僅可以精確表示綠色陰影上風(fēng)向區(qū)域的氣流擾動(dòng)最小。綠色陰影區(qū)域是準(zhǔn)確的，而右側(cè)紅色陰影區(qū)域由于圖12管狀測(cè)風(fēng)塔周圍的等值風(fēng)速點(diǎn)從圖12可以明顯看出，風(fēng)速計(jì)安裝于測(cè)風(fēng)塔迎風(fēng)側(cè)相對(duì)風(fēng)向±45°扇區(qū)內(nèi)，當(dāng)風(fēng)速計(jì)置于測(cè)風(fēng)塔正逆風(fēng)方向時(shí)，相對(duì)于自由流氣流畸變最大。相對(duì)風(fēng)速與測(cè)風(fēng)塔迎風(fēng)方向上距測(cè)風(fēng)塔距離的關(guān)系，如圖13所示。GB/TXXXX-XXXX/IEC61400-5