ГОСТ Р ИСО 16622-2009

Группа Т58

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Метеорология

АКУСТИЧЕСКИЕ АНЕМОМЕТРЫ-ТЕРМОМЕТРЫ

Методы приемочных испытаний при измерениях средней скорости ветра

Meteorology. Sonic anemometers/thermometers. Acceptance test methods for mean wind measurements

ОКС 07.060

Дата введения 2010-12-01

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АНО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 457 "Качество воздуха"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 декабря 2009 г. N 855-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16622:2002* "Метеорология. Акустические анемометры-термометры. Методы приемочных испытаний при измерениях средней скорости ветра" (ISO 16622:2002 "Meteorology - Sonic anemometers/thermometers - Acceptance test methods for mean wind measurements", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Влияние деятельности человека на распространение в воздухе разного рода загрязняющих веществ ощущается, в основном, в приземном слое атмосферы толщиной несколько десятков метров. Для этого слоя характерны большие градиенты нестационарных тепловых потоков, резкие перепады влажности и быстрые перемещения воздушных масс. Чтобы описать состояние приземного слоя атмосферы необходимо анализировать информацию о течении потоков воздуха в трех измерениях и их турбулентности в течение короткого времени в небольшой локальной области пространства. Эта информация должна быть представлена не только в виде усредненных по времени величин, но также в виде турбулентных флуктуаций величин, возникающих вследствие производственного процесса, работы транспортных средств, процессов разрушения и рассеяния и оказывающих влияние на приземный слой.

Акустический анемометр-термометр состоит из решетки пар преобразователей (каждая пара состоит из ультразвукового излучателя и приемника, обычно расположенных друг относительно друга на расстоянии от 10 до 20 см) и электронного устройства измерения времени прохождения акустической волны от излучателя к приемнику. Трехмерная решетка позволяет определить горизонтальную и вертикальную составляющие скорости ветра, кроме того, по скорости звука может быть определена акустическая (виртуальная) температура окружающего воздуха. Ультразвуковую анемометрию используют для исследований атмосферы на протяжении нескольких десятилетий, но ее широкое внедрение в практику повседневных измерений (начиная от простейших измерений скорости и направления ветра) стало возможно только на основе последних достижений в технологии конструирования акустической аппаратуры и обработки сигналов, а также появления новых, более сложных математических моделей, описывающих явления в атмосфере. Поскольку в состав акустических анемометров не входят подвижные детали, они просты в обслуживании и имеют ряд преимуществ с точки зрения эксплуатации в неблагоприятных погодных условиях. Эти факторы стимулировали серийное производство ультразвуковых анемометров и подготовку проектов нескольких национальных стандартов, которые являются основой для разработки настоящего стандарта по характеристикам и методам испытаний акустических анемометров.

Методы, установленные настоящим стандартом, предназначены для использования при приемочных испытаниях акустических анемометров-термометров для измерения средней скорости ветра. Для соответствия настоящему стандарту обязательно проведение испытания в камере с нулевым потоком воздуха (раздел 7), испытания в аэродинамической трубе (раздел 8) и испытания в полевых условиях (раздел 10). Испытание в барокамере (раздел 9) проводят для акустических анемометров, предназначенных для использования на высоте выше 2000 м над уровнем моря.

     1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы испытаний для определения характеристик акустических анемометров-термометров (далее - анемометров), принцип действия которых основан на измерениях времени распространения звуковой волны при прохождении расстояния от излучателя до приемника и обратно.

Настоящий стандарт применяют при планировании измерений двух или трех компонентов вектора скорости в пределах полного (360°) азимутального угла.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты*:

_______________

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. - Примечание изготовителя базы данных.

ИСО 5725-1 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Основные положения и определения (ISO 5725-1, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 1: General principles and definitions)

ИСО 5725-2 Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 2. Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений (ISO 5725-2, Accuracy (trueness and precision) of measurement methods and results - Part 2: Basic method for the determination of repeatability and reproducibility of a standard measurement method)

ASTM D5741-96 Стандартный метод описания приземных ветров с использованием крыльчатого анемометра (ASTM D5741-96, Standard Practice for haracterizing Surface Wind Using a Wind Vane and Rotating Anemometer)

WMO CIMO, 1996 (Всемирная метеорологическая организация) Руководство по использованию метеорологических инструментов и методам наблюдения (WMO CIMO, 1996 World Meteorological Organization (ed.) Guide to meteorological instruments and methods of observation. WMO-No.8, 6th edn. 1996, Geneva)

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 решетка (array): Механическая конструкция, на которой размещают акустические преобразователи в заданной геометрической конфигурации.

3.2 угол (вращательной) симметрии решетки (array symmetry angle): Минимальный угол, при повороте на который решетка совмещается со своим первоначальным положением.

3.3 среднее (mean): Среднее значение для (выбранного) времени усреднения результатов измерений анемометром.

3.4 акустический анемометр-термометр; анемометр (sonic, sonic anemometer/thermometer): Прибор, состоящий из решетки преобразователей, составленной из пар акустических излучателей и приемников, тактового генератора и микропроцессорной схемы для измерения интервалов времени от момента излучения до момента приема звукового импульса.

3.5 путь акустического сигнала (sound path): Путь между парой "излучатель - приемник".

3.6 время задержки системы (system delay): Разница между детектируемым электронным устройством полным временем прохождения сигнала и реальным временем прохождения.

Примечание - Время между электронной генерацией передаваемого сигнала и электронным детектированием полученного сигнала больше, чем время прохождения, из-за времени передачи сигнала через преобразователи и электронную цепь.

3.7 время прохождения (transit time): Время, необходимое для прохождения фронтом акустической волны пути акустического сигнала.

3.8 интенсивность турбулентности (Ндп. уровень турбулентности) (turbulence level, turbulence intensity): Отношение квадратного корня из кинетической энергии турбулентности к средней скорости ветра, вычисляемое по формуле

,                                                         (1)

где знак "' " означает отклонение от среднего значения.

Пример

, и т.д.,

где - мгновенная составляющая скорости ветра,

- среднее значение составляющей скорости ветра.

3.9 смещение нуля (zero offset): Значение скорости ветра по анемометру в стоячем воздухе.

     4 Обозначения

В настоящем стандарте использованы следующие обозначения: