Anemometre Kalibrasyon Rüzgâr Tünelleri: ISO 17025 ve MEASNET

Çoğu rüzgâr tüneli birer test tesisidir: Model öznedir ve tünel ise ortamdır. Bir kalibrasyon tüneli bu ilişkiyi tersine çevirir. Burada tünelin kendisi bir enstrümandır ve akış içindeki nesne, tünele göre değerlendirilen şeydir.

Bu tersine dönüş, tesisin nasıl spesifiye edileceğiyle ilgili her şeyi değiştirir. Hiç kimse bir kalibrasyon tünelinden etkileyici bir hız veya büyük bir test bölümü beklemez. Ondan beklenen, bir akreditasyon kuruluşuna karşı belirsizlik bütçesiyle savunulabilecek bir referans rüzgâr hızıdır.

1. Standartlar gerçekte ne gerektirir

Anemometre kalibrasyon talebinin en büyük tek itici gücü olan rüzgâr enerjisi sektörü için geçerli belgeler IEC 61400-12-1 ve MEASNET Anemometre Kalibrasyon Prosedürü 'dür. Mevcut Sürüm 3 (Aralık 2020), IEC 61400-12-1, Sürüm 2'nin (2017) Ek F'sini uygular; önceki prosedür sürümleri 2005 sürümünü takip ediyordu, bu nedenle uygunluk beyan etmeden önce belirli bir laboratuvarın veya müşterinin gerçekte hangi revizyonu referans aldığını doğrulamakta fayda vardır.

Bunun merkezinde iki akış kalitesi gereksinimi yer alır:

Anemometre konumunda %2'nin altında eksenel türbülans şiddeti .
Anemometrenin kapladığı alan boyunca %0,2 oranında akış düzgünlüğü .

Bunların yanı sıra, laboratuvarın kendisinin ilgili ölçülen değerler için ISO/IEC 17025 akreditasyonu altında faaliyet göstermesi beklenir; ulusal akreditasyon (örneğin Almanya'da DAkkS) ve MEASNET üyeliği, tanınan kalibrasyonlara giden yoldur. Karşılaştırılabilirlik, enstitüler arasındaki round robin (dairesel test) uygulamalarıyla doğrulanır ve burada ortalama %1 veya daha iyi bir uygunluk değeri gereklidir.

Bu rakamların yapısına dikkat edin: Sıkıdırlar, ancak düşük türbülanslı aerodinamik araştırmalar için belirtilen %0,1'in altındaki türbülans rakamları değillerdir. Bir kalibrasyon tüneli, elde edilebilir en düşük türbülans için değil, kararlılık ve izlenebilirlik için optimize edilmiştir.

2. Bu rakamlar neden göründüğünden daha zordur

Enstrüman kendi referansını engeller. Küçük bir test bölümündeki kaplı (cup) anemometre, göz ardı edilebilir bir engel değildir. Test bölümü boyutu, kalibre etmeyi planladığınız enstrümanlar için blokajın prosedür sınırları içinde kalacağı şekilde seçilmelidir — bu nedenle "sadece küçük bir tünel kullanırız" düşüncesi ilk akreditasyon incelemesinde başarısız olur.

Referans hızı izlenebilir olmalıdır. Hız gözlemlenmez, türetilir: Fark basıncından, hava yoğunluğundan ve dolayısıyla her biri kendi izlenebilirlik zincirine ve belirsizlik bütçesine katkısına sahip olan kalibre edilmiş basınç, sıcaklık ve nem enstrümantasyonundan elde edilir.

Kararlılık, aralıktan daha önemlidir. Kalibrasyon noktaları tipik olarak mütevazı bir hız bandında yer alır ve her bir nokta, ortalama almak için yeterince uzun süre sabit kalmalıdır. Düşük hızlarda hassas ve tekrarlanabilir hız kontrolü, yüksek bir maksimum hızdan daha zor bir mühendislik problemidir.

Düzgünlük iddia edilmez, ölçülür. %0,2'lik rakam anemometrenin kapladığı alan boyunca geçerlidir, bu da test bölümünün haritalandırılması ve bu haritalamanın korunması gerektiği anlamına gelir.

Bina, belirsizliğin bir parçasıdır. Laboratuvar sıcaklık kararlılığı, barometrik ölçüm ve hatta personel hareketi bu seviyedeki sonuçları etkiler.

3. Tasarım sonuçları

Bir kalibrasyon tüneli, enstrüman sınıfı toleranslarla inşa edilmiş küçük bir makinedir:

Ölçüm düzleminde gerekli türbülans şiddetini ve akış düzgünlüğünü sağlamak üzere boyutlandırılmış, petek yapı (honeycomb) ve çoklu akış perdeleri (screen) içeren yüksek daralma oranı .
Hayal edilebilecek en büyük sensör için değil, enstrüman ailesiyle blokaj uyumluluğu için boyutlandırılmış test bölümü .
Referans probuna göre sabit bir geometriye sahip, test edilen cihaz için tanımlanmış, tekrarlanabilir bir montaj .
Kalibrasyon aralıkları ve izlenebilirliği baştan planlanmış, tasarıma entegre edilmiş referans enstrümantasyon — basınç, sıcaklık, nem.
Tünelin bir ayar noktası değişikliğinden sonra ne kadar çabuk dengeye ulaştığı da dahil olmak üzere, düşük hızda kararlılık için ayarlanmış tahrik ve kontrol .
Sadece akışın değil, odanın çevresel kontrolü .
Belirsizlik beyanı içeren bir sertifika üreten otomasyon ve veri işleme ; çünkü iş hacmi, laboratuvarın bir işletme mi yoksa bir hobi mi olduğunu belirler.

4. İş gerekçesi

Bu konu için arama hacimleri küçüktür; satın alma niyeti ise mutlağa yakındır. Rüzgâr santrali geliştiricileri, bağımsız ölçüm enstitüleri ve türbin OEM'leri kalibre edilmiş anemometriye ihtiyaç duyar, yeniden kalibrasyon tek seferlik değil periyodiktir ve akreditasyon savunulabilir bir konum yaratır: Akredite bir laboratuvarın bulunmadığı bir bölgede kurulan akredite bir laboratuvar, şu anda yurtdışına giden işleri yakalar.

Aynı tesis, test bölümü, montaj konsepti ve belirsizlik bütçesinin bu durum göz önünde bulundurularak tasarlanmış olması koşuluyla, genellikle yalnızca kaplı anemometrelerden daha geniş bir sensör popülasyonuna — ultrasonik anemometreler, pitot tüpleri, akış sensörleri, HVAC ve proses enstrümantasyonu — hizmet verir.

5. Tedarik ederken nelerin belirtilmesi gerekir

Sahip olmayı planladığınız akreditasyon ve karşılamanız gereken prosedürler. Bu, tüm spesifikasyonu belirler ve sonradan eklenemez.
Boyutlarıyla birlikte kalibre edilecek enstrüman aileleri — bu, blokaj sınırları aracılığıyla test bölümü boyutunu belirler.
Nokta başına dengeye ulaşma süresi dahil olmak üzere hız aralığı ve gereken kararlılık .
Katkı paylarına göre ayrıştırılmış hedef belirsizlik bütçesi .
Otomasyonu, montaj tasarımını ve sürecin ne kadarının manuel olacağını yönlendiren iş hacmi .
Round robin planı , çünkü eşdeğer enstitülerle karşılaştırılabilirlik, sertifikalarınızı düzenlemeye değer kılan şeydir.

6. Sık yapılan hatalar

Genel amaçlı bir tünel satın alıp onu akredite etmeyi ummak. Bir noktadaki akış kalitesi elde edilebilir; enstrüman alanı boyunca belgelenmiş akış düzgünlüğü ve izlenebilirlik ise bir tasarım kararıdır.
Belirsizliği bir işlem sonrası görev olarak ele almak. Bu bir mimari gereksinimdir.
Test bölümünü yetersiz boyutlandırmak. Blokaj sınırları affetmezdir ve tamamlanmış bir test bölümünü büyütmek bir modifikasyon değil, yeni bir tüneldir.
Laboratuvar ortamını göz ardı etmek. Kararsız bir odadaki mükemmel akış, kararsız sonuçlar üretir.
Sadece kaplı anemometreler için planlama yapmak. Sensör karması değişir; tünel ise değişmez.

7. Güvenle spesifikasyon belirleme

Bir kalibrasyon tüneli, spesifikasyonu akreditasyondan başlayıp geriye doğru işlediği sürece, onlarca yıl para kazandıran küçük, hassas ve sıkıcı bir makinedir.

Kalibrasyon ve düşük türbülanslı tünelleri tam olarak bu mantık etrafında tasarlıyor ve inşa ediyoruz: Önce gerekli belirsizlik, ardından akış kalitesi, sonra geometri ve en son tahrik. İlgili okumalar:

Mevcut Rüzgâr Tünellerinde Aerodinamik Akış Kalitesinin İyileştirilmesi

Yatay, Dikey ve Eğimli Rüzgâr Tünelleri

Bize hangi akreditasyon ve hangi enstrümanlar olduğunu söyleyin , biz de size üzerinde çalışabileceğiniz bir test bölümü konsepti, bir akış kalitesi hedefi ve bir belirsizlik yapısı sunalım.

Kaynaklar ve notlar

IEC 61400-12-1 Sürüm 2'nin (2017) Ek F'sini uyguladığını belirten MEASNET Anemometre Kalibrasyon Prosedürü, Sürüm 3 (Aralık 2020) ve 2005 sürümüne bağlı önceki prosedür sürümleri (V1 1997, V2 2009): MEASNET Anemometer Calibration Procedure.
Anemometre konumunda %2'nin altındaki eksenel türbülans şiddeti ve anemometrenin kapladığı alan boyunca %0,2'lik akış düzgünlüğü, rüzgâr enerjisi kalibrasyon uygulamasında kullanılan rakamları yansıtır; mevcut MEASNET prosedürünün kendisi, kesin maddeler için okuyucuyu IEC 61400-12-1 Sürüm 2:2017 standart metnine yönlendirir ki bu, burada çoğaltmadığımız ücretli bir belgedir. Bunları bir spesifikasyona yazmadan önce mevcut sayısal sınırları bu standart metne göre doğrulayın.
Tanınan kalibrasyonların temeli olarak ISO/IEC 17025 akreditasyonu ve MEASNET üyeliği: Ammonit wind tunnel, DIN EN ISO/IEC 17025 and MEASNET, IDR-UPM anemometer calibration laboratory.
Tasarım rehberliği (blokaj için test bölümü boyutlandırması, referans enstrümantasyon, düşük hızda kararlılık, otomasyon) TunnelTech mühendislik uygulamasıdır.