数字浪高仪校准

1. 概述

数字浪高仪用于测量自由水面相对于某一基准面的垂直高度变化，是水文测验、波浪水槽试验及港口工程监测中的关键传感器。为保证测量数据的准确性与长期稳定性，需依据国家计量检定规程及仪器技术手册对仪器进行定期校准。

2. 校准前准备

2.1 仪器检查

检查探头表面是否存在附着物、腐蚀或机械损伤。

确认仪器供电电压符合额定值，信号输出线缆连接牢固。

核对仪器序列号、型号及上次校准日期。

2.2 标准设备

采用经计量部门检定合格的长度标准器（如一级钢卷尺、光栅尺或激光干涉仪）作为主标准器。

标准器的示值误差应不大于被校浪高仪允许误差的1/3。

配备高精度水准仪，用于统一仪器基准面与标准器零点。

2.3 校准环境

实验室校准应在静水容器或专用校准架上进行，水体清洁无气泡。

消除环境振动干扰，避免强电磁场影响。

环境温度控制在20℃±5℃，水温变化率不超过1℃/h。

3. 校准项目与方法

3.1 零点校准

将浪高仪探头固定于校准支架，确保探头垂直于静止水面。

调整探头位置，使水面恰好位于探头测量零点处（依据仪器说明书定义）。

记录仪器输出读数，连续采集60秒，取平均值作为零点漂移值。

零点漂移应不大于满量程的±0.1%。

3.2 示值误差校准

设定校准点：通常为满量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%。

使用长度标准器逐点改变探头吃水深度（或探头距水面高度）。

待液面稳定后，记录标准器读数与浪高仪输出值。

各点示值误差按下式计算：

δ =  L i  −  L s

其中， L i 为浪高仪读数， L s 为标准器读数。

各点示值误差应符合仪器技术指标（通常优于±0.5%FS）。

3.3 重复性校准

选择满量程的50%作为校准点。

重复进行6次升降测量循环，记录每次读数。

计算单次测量标准差 s，重复性误差按下式计算：

R =    L max  − L min    s   ×  100%

其中， L max 和 L min 分别为满量程上限和下限。

重复性误差应不大于0.2%。

3.4 频率响应校准

采用标准波高发生装置产生正弦波，波高设为满量程的30%。

依次设定频率为0.1Hz、0.5Hz、1.0Hz、2.0Hz。

比较浪高仪输出波形幅值与标准波高的幅值比及相位差。

幅值误差应不大于±2%，相位滞后应符合仪器技术说明书要求。

3.5 温度影响校准

将探头置于恒温水槽中，设定温度为5℃、20℃、35℃。

恒温1小时后，在满量程50%点进行测量。

计算温度变化引起的示值变化量，温度系数应不大于0.02%FS/℃。

4. 校准数据处理

原始数据需进行滤波处理，去除异常干扰点。

校准结果按JJF 1059.1-2012进行不确定度评定。

所有数据修约至仪器分辨率的1/10。

5. 校准周期

固定安装的在线监测型浪高仪，校准周期为12个月。

实验室便携式浪高仪，校准周期为6个月。

经历剧烈振动、撞击或更换传感器部件后，必须立即重新校准。

6. 校准记录与报告

校准记录应包含：仪器信息、环境条件、标准器信息、原始数据、处理结果、不确定度分析、操作人员及日期。

出具校准证书，明确给出各校准点的误差值、扩展不确定度及合格判定。

纸质与电子记录保存期限不少于3年。

7. 注意事项

校准过程中严禁用手直接触摸探头感应面。

压力式浪高仪需排除导气管内的冷凝水。

超声波式浪高仪需确保声波发射面与水面垂直，且无遮挡。

校准结束后，需对探头进行淡水冲洗并妥善存放。