近日氣象預(yù)警，12、13日即明后兩天將有數(shù)十年不遇的颶風侵襲，將會大面積影響大家周末出行，無奈只能留家避風。值此閑暇之余，我們繼續(xù)風的話題。本文開始，我們開啟關(guān)于風速傳感器的另一個重要板塊的探討——有關(guān)風速傳感器技術(shù)參數(shù)的解讀。
關(guān)于熱式風速傳感器的技術(shù)參數(shù)
熱式風速傳感器相關(guān)技術(shù)參數(shù)較多，有“測試范圍"、“測試精度"、“分辨率"、“供電電壓"、“通信方式"、“防護等級"、“年衰減度"、“使用壽命"等等……。技術(shù)參數(shù)是評價傳感器性能的重要依據(jù)，也是用戶選擇風速傳感器的主要參考。同時，技術(shù)參數(shù)更是決定傳感器價格的主要因素之一！那么這么多的參數(shù)，要想在選擇和使用風速傳感器中做到客觀理性、識詐避坑，確實不是一件易事！
關(guān)于參數(shù)虛標
在當前的科學(xué)儀器及傳感器行業(yè)，如眾多其他行業(yè)一樣，早已卷得血雨腥風！市場上大量充斥著價格超低、指標超 “高"、宣傳超“牛"的產(chǎn)品，實則是給用戶預(yù)埋了很多坑，讓人防不勝防。正是部分商家肆無忌憚的虛假宣傳、參數(shù)肆意虛標的行為，不僅給廣大用戶帶來了極大的困擾和利益損害，也極大地損害了本土傳感器行業(yè)的信譽和形象。而與此同時，對于大多數(shù)用戶而言，由于缺乏相關(guān)知識，且基本都不具備驗證產(chǎn)品指標真實性的條件，所以也就總是不斷的避阱入坑、頻頻中招。
虛假宣傳、參數(shù)虛標，已然成為了科學(xué)儀器行業(yè)難以gen治的 “牛皮癬"。面對相對混亂的市場環(huán)境，要求人人都練就一雙 “火眼金睛"，去準確甄別產(chǎn)品的優(yōu)劣顯然不現(xiàn)實。但對基礎(chǔ)的技術(shù)參數(shù)的概念、背景知識的了解是必要的。建通科技作為超20年自主研發(fā)gao端儀器傳感器科技企業(yè)，亦深受無序競爭、惡意侵權(quán)之害久矣！這里，和大家一起逐個解剖各項重要指標參數(shù)，深入探討一下各參數(shù)的特征特點。望能為大家在后續(xù)的風速傳感器選用當中有所幫助，為能夠正確選型、防詐避坑提供一些有價值的參考信息！今天我們就先從最主要指標之一——“測試范圍"說起！
測試范圍
風速傳感器的測試范圍不難理解，即指傳感器可測試風速上下限之間的整個區(qū)間。顧名思義測試范圍的下限是指傳感器能夠可靠檢測到的zui低風速；上限則是指在不損壞傳感器且能保證測量精度在規(guī)定范圍內(nèi)的最高風速。比如，一款熱式風速傳感器的測量范圍是 0.05～10m/s，意味著它能準確測量不低于 0.05m/s 且不高于 10m/s 的風速。
對于熱式風速傳感器，其測試范圍的大小，是由其測試原理決定的。熱式風速是基于熱傳遞原理工作的，當氣流流過傳感器的發(fā)熱元件時，會帶走熱量，通過測量發(fā)熱元件的溫度變化或熱量損失，從而得出風速。由以上原理可以看出，寬的測試范圍，往往需要較大的加熱功率、較寬的響應(yīng)特性方可實現(xiàn)。范圍越寬，對探頭和電路的要求也就更高。所以一般來說，測量范圍越寬的熱式風速傳感器，其成本也就越高。
上述可見，確定風速傳感器的測試范圍其實就是要確定傳感器可測試的上下限。而講傳感器可測試的上下限值，就又不得不結(jié)合風速傳感器研發(fā)生產(chǎn)必要的校準裝置——風洞來一起探討。
風洞與測試上下限
作為風速傳感器自主生產(chǎn)廠家，擁有性能穩(wěn)定、技術(shù)指標符合相關(guān)標準的風洞，是需bi備的基礎(chǔ)條件。就如你從某個商家點了個外賣，他連個廚房都沒有，卻聲稱他所供的食物是符合衛(wèi)生標準的，能信嗎？但我們知道，當前這樣的商家卻不在少數(shù)。所以，是否有專業(yè)的風洞裝置以及風洞性能是否達標，決定了一個風速傳感器廠商所供產(chǎn)品能否達到指標要求。
公司自研直流風洞
我們先了解一下風洞與風速傳感器可測試下限值關(guān)系：
因空氣對流的特性，在發(fā)熱的風速探頭表面附近的空氣是不會靜止不動的，即不會是絕對的零風速。相關(guān)實驗研究證明，在封閉穩(wěn)定不受干擾的實驗室環(huán)境中，常溫下熱式風速探頭表面自然對流產(chǎn)生的空氣流速約0.006m/s左右（不同探頭溫度不同，對流值會有所不同）。但在實際中，這樣的環(huán)境是很少的，空氣自身的擾動產(chǎn)生背景噪聲往往都會遠大于0.01m/s，所以準確測試如此低的風速幾乎是不可能的。同時，這么低的風速，傳統(tǒng)風洞也是無法模擬出來的，只能通過相對運動的逆向型“風洞"來實現(xiàn)。即采用傳感器在直線或圓形軌道上按設(shè)定速度運動來實現(xiàn)風速模擬，下面了解一下該實驗室的相關(guān)背景。
為實現(xiàn)更低風速的測試，世界各國先后建立了超低風速風洞。典型的有20世紀60年代英國NPL研發(fā)了旋臂機校準風速儀；意大利INRIM在地下實驗室建立了微風速標準裝置；日本NMIJ利用長105 m的地下隧道建立了相對法的微風速計量標；近年來我國中國計量科學(xué)研究院在基地深度8．3 m的地下實驗室建也建有83 m直線導(dǎo)軌，該實驗空間有良好的溫度分布，利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施搭建了國內(nèi)shou套微風速校準風洞。由于地下隧道良好的溫場分布，使得微風速下風速儀的校準將干擾減少到zui低。但國家院的這個實驗室不對外提供校準服務(wù)，僅用于科研和基準。
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國家計量院基地地下風洞實驗室
在實際計量校準中，目前可通過LDV測試到0.1m/s是經(jīng)過眾多實驗驗證可信度較高的下限值，但由于LDV在測量流速時，必須在流體中散播散射粒子，而散射粒子在低速流動下的跟隨性無法得到有效的量化驗證，因此LDV在測量小于0.1m/s微風速時的準確度水平也會遭到質(zhì)疑。綜合上述內(nèi)容，從計量嚴謹?shù)慕嵌瘸霭l(fā)，目前國家計量院及大多數(shù)地方計量機構(gòu)，在民品校準服務(wù)上，能出具正式測試報告的可測下限值一般不低于0.2m/s。
所以，一般風速傳感器制造廠商，如標注下限可測試到低于0.01m/s是不符合熱式風速探頭物理特性的；標注下限可測試到低于0.05m/s也是可信度較低的，一是目前這樣的基準無處溯源，二是這樣的風速場大部分普通廠商是沒有條件模擬的。建通科技目前可測試下限做到0.05m/s，是基于公司建設(shè)有自己的旋臂風洞設(shè)備，該設(shè)備可穩(wěn)定模擬0.05-0.1m/s的風速，該微小風速段也通過了計量送檢標準風速傳感器的特性曲線進行的延展計算驗證。此外，建通科技和中國計量科學(xué)研究院長期有良好的合作關(guān)系，在≥0.1m/s的范圍內(nèi)，溯源標準都能保證來自于國家計量院。
關(guān)于風洞和測試上限：對于熱式風速傳感器，其散熱功率不僅與風速有關(guān)，同時，也極大受環(huán)境溫度的影響。所以，熱式風速傳感器的可測試上限，一般不會太高。目前，能見到的熱式風速傳感器最高測量風速100m/s左右。還有一種用鎢絲特制的熱線風速傳感器，因鎢絲在空氣當中400攝氏度以上才發(fā)生輕微氧化，所以可以加熱到較高溫度。使得這種熱線式風速探頭可達亞音速300m/s。當然這類傳感器制造困難，價格也較高，僅適用于科研級，不具有普及性。最常見的熱式風速上限一般30m/s左右。目前大多數(shù)計量機構(gòu)，包括國家計量院、中國氣象局、中國建筑科學(xué)研究院等國家檢測中心，可提供測試服務(wù)的上限一般都不高于30m/s，也足以證明其普遍性。當然，高于40m/s的風洞，其功率、綜合性能非普通風洞所能滿足，造價也會大幅增加，對于多數(shù)廠家的是一種實力考驗。總之，廠商所宣傳風速上限可達到多少，前提是其是否具備相應(yīng)規(guī)格的風洞設(shè)備，否則就是“鞋上去了腳沒上去"，逗人玩兒！
做個小結(jié)：
至于選型中如何避坑，似乎也沒有什么偏方，只能下猛藥：
l計量送檢：有條件的送檢到第三方計量檢測機構(gòu)，是不是李鬼，立馬現(xiàn)身，但計量價格不菲；另外，還有一個尷尬，地方及行業(yè)計量機構(gòu)，因測試條件、測試方法、及溯源同源性等問題，會發(fā)現(xiàn)同一個產(chǎn)品不同機構(gòu)測試結(jié)果存在一定差異。基于以上原由，建通科技推薦用戶盡量送到國家計量院熱工室測試。
l現(xiàn)場考察：考察廠家是否具備相關(guān)指標的測試條件，測試設(shè)備（風洞）；
l樣品試用：可以和廠家申請試用樣品，對于有驗證條件的，一定要試用。有的廠家會免費提供試用品，建通科技亦有相關(guān)免費試用業(yè)務(wù)。
l應(yīng)用案例：查詢和合適廠家產(chǎn)品的典型應(yīng)用案例和用戶，這是最省錢的也很具說服力的一個方式。
l關(guān)于價格：偏離正常價格幅度較大的不用僥幸，肯定是大坑。精度較高的國際品牌少則五六七，多則一兩萬，國產(chǎn)的相對便宜，但也不是數(shù)量級的差別，因為性能指標決定了產(chǎn)品成本！當然也不能只選貴的不選對的，合理為好。即并非測試范圍越大越好，以測試范圍選擇自身測試應(yīng)用場景最大風速的1.5-2倍以內(nèi)為好。
專業(yè)儀器，就需要一個專業(yè)的態(tài)度去認知和了解，本文僅對“測試范圍"及相關(guān)背景做個淺顯探討，望能給大家提供些許幫助，少走彎路！
