[發明專利]一種風壓傳感器的標定方法與系統

有效

• 申請號: 201610676141.4
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN107764477B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 張宏杰;王旭明;楊風利;李亞偉;張星海;李正;周緯;邢海軍
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司;國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐

本發明提供了一種風壓傳感器的標定方法和系統，通過轉換公式將被測風壓傳感器的測量值轉化為可對比的風速值，再同標定好的風速儀測量的風速值進行偏差計算，驗證被測風壓傳感器的可靠性，并在標定的同時結合空氣密度、大氣溫度和濕度等因素，進一步提高實驗的準確性。所述方法包括：架設風速儀和被測風壓傳感器、測量計算風洞中空氣密度、將風壓數據轉換為風速數據、計算風速儀和被測裝置分別測量得到的風速序列的平均風速值和脈動風速值，并將二者結果進行偏差計算，以確定被測傳感器準確性。

技術領域

本發明涉及輸電線路風環境測試領域，并且更具體地，涉及一種風壓傳感器的標定方法與系統。

背景技術

隨著西南水電開發的持續進行，在西藏、四川等高海拔地區建設的輸電線路不斷增多。上述地區受海拔升高的影響，空氣密度大大減小，如果仍然按照平原空氣密度計算風壓將導致輸電線路設計風荷載被過分高估，進而線路建設成本增加。而采用風速、氣壓、溫度、濕度同步觀測的方法，輔以相應的空氣密度計算公式，能夠實現對空氣密度的修正。但需要同步觀測的物理量太多，購置儀器及開展實測的成本過大。相比之下，直接對風壓進行觀測具有投入設備少、安裝維護工作量小、設備運行更為可靠的優點。但是，在新式的風壓傳感器設計制造之后，需要對風壓傳感器進行校核試驗。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種風壓傳感器的標定方法和系統。

根據本發明的一個方面，提出一種風壓傳感器的標定方法，包括：步驟1，在風洞中恒定風速的均勻流場中，架設已標定過的風速儀與被測風壓傳感器；

步驟2，分別于實驗前、實驗中以及實驗后測量風洞內的溫度、濕度和氣壓，并計算空氣密度ρ及三次空氣密度的平均值

步驟3，將通過步驟2中計算得到的平均值以及被測風壓傳感器測得的風壓時程數據p_i通過公式轉化為風速時程數據，其中U_i為由風壓換算到的第i個時刻對應的風速值，p_i為尾槳式風壓傳感器測量到的第i個時刻對應的風壓值，為空氣密度平均值；

步驟4，利用公式和被測風壓傳感器測得的風壓時程數據計算轉化為風速時程數據后的平均風速值；利用公式和被測風壓傳感器測得的風壓時程數據計算轉化為風速時程數據后的脈動風速值,其中U_i為由風壓換算得到的第i個時刻對應的風速值，N為采樣時間段內的樣本總數，U_mean為與所述采樣時間段內風速樣本對應的平均風速，U_rms為與所述采樣時間段內風速樣本對應的脈動風速；

步驟5，利用公式計算風速儀測得的風速時程數據的平均風速值，利用公式計算風速儀測得的風速時程數據的脈動風速值，其中為風速儀測量的第i個時刻對應的風速值，；N為某一采樣時間段內的樣本總數，為風速儀測量的所述采樣時間段內風速樣本對應的平均風速，為風速儀測量的所述采樣時間段內風速樣本對應的脈動風速；以及

步驟6，計算風速儀測得的風速時程數據的平均風速值和脈動風速值與風壓傳感器測得的風壓時程數據轉化后的風速時程數據的平均風速值U_mean和脈動風速值U_rms的偏差，以確定被測風壓傳感器的準確性。

優選地，在步驟2中，利用公式計算風洞內的空氣密度ρ，其中t為測量得到的風洞內的溫度，p為測量得到的風洞內的大氣壓強，p_vap為測量得到的風洞內濕度計算的飽和水汽壓。

優選地，在步驟6中，所述偏差包括平均風速值的偏差σ_mean和脈動風速值的偏差σ_rms，且平均風速值的偏差σ_mean的計算公式為脈動風速值的偏差σ_rms的計算公式為如果計算出的平均風速值的偏差σ_mean以及脈動風速值的偏差σ_rms的值均小于5％，則被測風壓傳感器測試數據準確可靠。