三维风速计的校准需要使用哪些工具和设备

一、 核心校准设备：标准风场发生装置

1. 标准风洞

   是zui高精度等级的校准设备，分为低速风洞（0.01～100 m/s）、高速风洞（>100 m/s），适用于所有类型三维风速计的全量程校准。

• 关键特性：流场均匀性wu差 < 0.5%、紊流度 < 0.1%，风速值可溯源至国家计量标准。

• 适用场景：科研级热线 / 热膜风速计、高精度超声风速计的出厂校准和计量检定。

2. 便携式校准风洞

   小型化风洞设备，风速范围通常为 0.5～30 m/s，流场均匀性wu差 < 2%。

• 关键特性：体积小、可移动，无需固定实验室场地。

• 适用场景：工业现场的超声风速计、机械旋翼风速计的定期校准。

3. 风杯式校准装置

   由高精度标准风杯风速计 + 可控风机组成，风速稳定性wu差 < 1%。

• 关键特性：结构简单、成本低，校准效率高。

• 适用场景：对精度要求不高的机械旋翼式三维风速计校准。

二、 参考测量设备：高精度基准传感器

1. 激光多普勒风速仪（LDV）

   非接触式测量，精度可达 ±0.1% FS，是风洞校准中的金标准参考设备。

• 原理：通过激光散射测量气流中粒子的运动速度，直接输出三维风速矢量。

• 适用场景：科研级热线 / 热膜风速计、超声风速计的高精度校准。

2. 标准超声三维风速计

   经国家JI量院检定合格，精度通常为被校设备的 3～5 倍（如 ±0.3% FS）。

• 特点：安装方便，可与被校设备并排置于同一风场，实时对比数据。

• 适用场景：工业级超声风速计的现场校准。

3. 标准皮托管 + 微压计

   适用于皮托管式三维风速计的校准，微压计精度需达到 ±0.01 Pa。

• 原理：通过测量总压与静压的差值，换算为标准风速，数据可溯源。

三、 辅助校准工具

1. 安装与定位工具

• 三维调整台：用于精确调整被校风速计的坐标轴与风洞流场方向的平行度，角度调节精度可达 ±0.1°，避免因安装角度偏差引入wu差。

• 水平仪 / 倾角仪：校准前确保风速计探头处于水平或垂直基准位置，精度≥0.05°。

2. 环境参数监测工具

• 高精度温湿度计：测量范围 - 40℃～+85℃，精度 ±0.2℃、±2% RH，用于补偿环境温度、湿度对超声风速计的影响。

• 气压计：精度 ±0.1 kPa，用于高海拔或变压环境下的校准数据修正。

3. 数据采集与分析工具

• 数据采集仪：支持 4-20 mA、RS485/Modbus、USB 等多种接口，同步采集被校设备与参考设备的输出数据，采样频率≥10 Hz。

• 校准软件：自动计算测量偏差、生成校准曲线和校准报告，支持数据溯源记录。

4. 清洁与维护工具

• 无尘布、专用清洗剂：校准前清洁超声探头、热线表面的粉尘和油污，避免污染影响测量精度。

• 转速计：用于机械旋翼风速计的转轴转速校准，精度 ±0.1 r/min。