Anemometru kalibrēšanas vēja tuneļi: ISO 17025 un MEASNET

Lielākā daļa vēja tuneļu ir testēšanas iekārtas: modelis ir izpētes objekts, bet tunelis kalpo kā vide. Kalibrēšanas tunelis šo attiecību apvērš. Šeit tunelis ir instruments, un plūsmā ievietotais objekts tiek vērtēts attiecībā pret to.

Šī apvērse pilnībā maina iekārtas specifikācijas principus. Neviens no kalibrēšanas tuneļa negaida iespaidīgu ātrumu vai milzīgu testa sekciju. No tā tiek prasīts etalonvērtības vēja ātrums, ko kopā ar nenoteiktības budžetu var pamatot akreditācijas iestādei.

1. Ko standarti patiesībā pieprasa

Vēja enerģētikas nozarē, kas ir lielākais anemometru kalibrēšanas pieprasījuma virzītājspēks, galvenie normatīvie dokumenti ir IEC 61400-12-1 un MEASNET Anemometer Calibration Procedure . Pašreizējā 3. versijā (2020. gada decembris) ir piemērots IEC 61400-12-1 2. izdevuma (2017) F pielikums; iepriekšējās procedūras versijas balstījās uz 2005. gada izdevumu, tādēļ pirms atbilstības apliecināšanas ir vērts pārliecināties, uz kuru redakciju atsaucas konkrētā laboratorija vai klients.

Tās centrā ir divas plūsmas kvalitātes prasības:

Aksiālās turbulences intensitāte zem 2 % anemometra pozīcijā.
Plūsmas vienmērīgums līdz 0,2 % visā anemometra aptvertajā laukumā.

Papildus tam tiek sagaidīts, ka pati laboratorija darbosies saskaņā ar ISO/IEC 17025 akreditāciju attiecīgajiem mērījumiem, kur nacionālā akreditācija (piemēram, DAkkS Vācijā) un dalība MEASNET kalpo kā pamats atzītai kalibrēšanai. Salīdzināmība tiek pārbaudīta, veicot round robin (starplaboratoriju salīdzinošās) pārbaudes starp institūtiem, kur nepieciešama vidējā atbilstības vērtība 1 % vai labāka.

Pievērsiet uzmanību šiem skaitļiem: tie ir stingri, taču tie nav zem 0,1 % turbulences rādītāji, kas tiek pieprasīti zemas turbulences aerodinamiskajos pētījumos. Kalibrēšanas tunelis ir optimizēts stabilitātei un izsekojamībai, nevis zemākajai iespējamajai turbulencei.

2. Kāpēc šie skaitļi ir grūtāk sasniedzami, nekā izskatās

Instruments bloķē pats savu etalonplūsmu. Kausiņu anemometrs mazā testa sekcijā nav nenozīmīgs šķērslis. Sekcijas izmērs ir jāizvēlas tā, lai plūsmas bloķēšana nepārsniegtu procedūrā noteiktās robežas instrumentiem, kurus plānojat kalibrēt — tieši tāpēc pieeja "mēs vienkārši izmantosim mazu tuneli" cieš neveiksmi jau pirmajā akreditācijas pārbaudē.

Etalonātrumam jābūt izsekojamam. Ātrums tiek aprēķināts, nevis tieši novērots: no diferenciālā spiediena, gaisa blīvuma un tādējādi no kalibrētas spiediena, temperatūras un mitruma instrumentācijas, kur katram elementam ir sava izsekojamības ķēde un ietekme uz nenoteiktības budžetu.

Stabilitāte ir svarīgāka par diapazonu. Kalibrēšanas punkti parasti atrodas mērenā ātruma diapazonā, un katram punktam jābūt stabilam pietiekami ilgi, lai varētu aprēķināt vidējo vērtību. Precīza, atkārtojama ātruma kontrole zemu ātrumu diapazonā ir daudz sarežģītāks inženiertehniskais uzdevums nekā liela maksimālā ātruma sasniegšana.

Plūsmas vienmērīgums tiek mērīts, nevis pieņemts. 0,2 % rādītājs attiecas uz visu laukumu, ko aizņem anemometrs, kas nozīmē, ka testa sekcija ir jākartē un šī kartēšana ir regulāri jāuztur.

Ēka ir daļa no nenoteiktības. Laboratorijas temperatūras stabilitāte, barometriskie mērījumi un pat personāla kustība ietekmē rezultātus šādā precizitātes līmenī.

3. Ietekme uz dizainu

Kalibrēšanas tunelis ir maza iekārta, kas būvēta ar instrumentu klases pielaidēm:

Augsta kontrakcijas attiecība ar šūnveida plūsmas taisnotāju un vairākiem sietiem, kuru izmēri ir pielāgoti, lai nodrošinātu nepieciešamo turbulences intensitāti un plūsmas vienmērīgumu mērījumu plaknē.
Testa sekcija, kuras izmērs atbilst plūsmas bloķēšanas prasībām konkrētajai instrumentu saimei, nevis lielākajam iedomājamajam sensoram.
Definēts, atkārtojams stiprinājums testējamajai ierīcei ar fiksētu ģeometriju attiecībā pret etalonzondi.
Iebūvēta etaloninstrumentācija — spiediena, temperatūras, mitruma mērīšanai — ar kalibrēšanas intervāliem un izsekojamību, kas plānota jau no paša sākuma.
Piedziņa un vadības sistēma, kas pielāgota stabilitātei pie maza ātruma, tostarp ņemot vērā, cik ātri tunelis stabilizējas pēc iestatītās vērtības maiņas.
Telpas vides kontrole , ne tikai plūsmas kontrole.
Automatizācija un datu apstrāde , kas ģenerē sertifikātu ar nenoteiktības deklarāciju, jo caurlaidspēja nosaka, vai laboratorija ir bizness vai hobijs.

4. Biznesa pamatojums

Meklēšanas apjomi šai tēmai ir nelieli, taču pirkšanas nolūks ir gandrīz absolūts. Vēja parku attīstītājiem, neatkarīgiem mērījumu institūtiem un turbīnu ražotājiem (OEM) ir nepieciešama kalibrēta anemometrija. Pārkalibrēšana ir periodisks, nevis vienreizējs process, un akreditācija rada stabilu tirgus pozīciju: akreditēta laboratorija reģionā, kurā tādas vēl nav, piesaista pasūtījumus, kas šobrīd tiek veikti ārvalstīs.

Šī pati iekārta parasti apkalpo plašāku sensoru klāstu nekā tikai kausiņu anemometrus — ultraskaņas anemometrus, Pito caurules, plūsmas sensorus, HVAC un procesu instrumentāciju —, ar nosacījumu, ka testa sekcija, stiprinājuma koncepcija un nenoteiktības budžets ir izstrādāti, ņemot vērā šīs vajadzības.

5. Ko norādīt, iegādājoties iekārtu

Akreditācija, kuru plānojat iegūt , un procedūras, kurām jums jāatbilst. Tas nosaka visu specifikāciju, un to nevar pievienot vēlāk.
Instrumentu saimes , kas tiks kalibrētas, un to izmēri — tas nosaka testa sekcijas izmēru, ņemot vērā plūsmas bloķēšanas ierobežojumus.
Ātruma diapazons un nepieciešamā stabilitāte , tostarp stabilizācijas laiks katram punktam.
Mērķa nenoteiktības budžets , sadalīts pa ietekmes faktoriem.
Caurlaidspēja , kas nosaka automatizācijas līmeni, stiprinājuma dizainu un to, cik liela daļa procesa ir manuāla.
Round robin (starplaboratoriju salīdzinošo pārbaužu) plāns , jo salīdzināmība ar citiem institūtiem ir tas, kas padara jūsu izsniegtos sertifikātus vērtīgus.

6. Biežāk pieļautās kļūdas

Vispārēja lietojuma tuneļa iegāde ar cerību to akreditēt. Plūsmas kvalitāte vienā punktā ir sasniedzama; dokumentēts plūsmas vienmērīgums visā instrumenta laukumā ar izsekojamību ir dizaina lēmums.
Nenoteiktības uztveršana kā pēcapstrādes uzdevums. Tā ir arhitektūras prasība.
Pārāk maza testa sekcija. Plūsmas bloķēšanas ierobežojumi ir nepielūdzami, un pabeigtas sekcijas palielināšana nav modifikācija, tas ir jauns vēja tunelis.
Laboratorijas vides ignorēšana. Lieliska plūsma nestabilā telpā rada nestabilus rezultātus.
Plānošana tikai kausiņu anemometriem. Sensoru klāsts mainās; tunelis nemainīsies.

7. Pārliecinoša specifikācijas izstrāde

Kalibrēšanas tunelis ir maza, precīza un funkcionāla iekārta, kas pelna naudu gadu desmitiem — ar nosacījumu, ka tās specifikācija tiek veidota, sākot no akreditācijas prasībām un virzoties atpakaļgaitā.

Mēs projektējam un būvējam kalibrēšanas un zemas turbulences tuneļus tieši pēc šīs loģikas: vispirms nepieciešamā nenoteiktība, tad plūsmas kvalitāte, tad ģeometrija, tad piedziņa. Saistītā lasāmviela:

improving flow quality

un mūsu

comparison of wind tunnel types

Pastāstiet mums, kāda akreditācija un kādi instrumenti jums ir nepieciešami , un mēs piedāvāsim testa sekcijas koncepciju, plūsmas kvalitātes mērķi un nenoteiktības struktūru turpmākajam darbam.

Avoti un piezīmes

MEASNET Anemometer Calibration Procedure, 3. versija (2020. gada decembris), kurā norādīts, ka tā piemēro IEC 61400-12-1 2. izdevuma (2017) F pielikumu, bet agrākās procedūras versijas (V1 1997, V2 2009) bija piesaistītas 2005. gada izdevumam: MEASNET Anemometer Calibration Procedure.
Aksiālās turbulences intensitāte zem 2 % anemometra pozīcijā un plūsmas vienmērīgums 0,2 % visā anemometra aptvertajā laukumā atspoguļo vēja enerģijas kalibrēšanas praksē izmantotos skaitļus; pašreizējā MEASNET procedūra atsaucas uz IEC 61400-12-1 Edition 2:2017 standarta tekstu precīziem punktiem, kas ir maksas dokuments, kuru mēs šeit neesam reproducējuši. Pirms to iekļaušanas specifikācijā apstipriniet pašreizējos skaitliskos ierobežojumus atbilstoši šim standarta tekstam.
ISO/IEC 17025 akreditācija un MEASNET dalība kā pamats atzītām kalibrācijām: Ammonit wind tunnel, DIN EN ISO/IEC 17025 and MEASNET, IDR-UPM anemometer calibration laboratory.
Dizaina norādījumi (sekcijas izmēru noteikšana plūsmas bloķēšanai, etaloninstrumentācija, stabilitāte pie maza ātruma, automatizācija) ir TunnelTech inženiertehniskā prakse.

Kalibrēšanas vēja tuneļi: atbilstība ISO/IEC 17025, IEC 61400-12-1 un MEASNET prasībām