便携式流速仪校准
1. 概述
便携式流速仪用于现场测量河道、渠道、管道及明渠水流的瞬时流速和平均流速。常见类型包括旋桨式、电磁式和声学多普勒（ADCP）流速仪。为保证测量数据的准确性，需依据国家计量检定规程对仪器进行定期校准。校准通常在标准流速检定槽中进行，也可通过比测法进行现场验证。
2. 校准前准备
2.1 设备检查
检查旋桨或转子轴系转动是否灵活，无轴向窜动和径向跳动。
检查电磁流速仪电极表面是否洁净，无氧化层或沉积物。
检查ADCP换能器表面是否完好，无划痕或气泡。
确认仪器电缆无破损，接插件干燥且连接可靠。
检查内置电池电量，确保满足校准期间供电需求。
2.2 标准设备
主标准器：采用经计量部门检定合格的标准流速检定车（或拖车）。其测速误差应不大于被校流速仪允许误差的1/3。
计时器：配备精度优于0.01秒的电子计时器，用于测量检定车运行时间。
长度标准：采用经检定的钢卷尺或激光测距仪，测量检定槽有效长度，误差不大于±1mm。
温度计：采用分度值不大于0.1℃的水银温度计或铂电阻温度计，测量水槽水温。
2.3 校准环境
校准应在专用直线检定水槽中进行，槽体长度应满足仪器加速段和稳速段要求。
水槽内水深应大于旋桨直径或ADCP盲区要求的2倍以上。
水温控制在10℃~30℃范围内，水温变化率不超过0.5℃/h。
槽内水体清洁，无可见气泡、悬浮物及漩涡。
3. 校准项目与方法
3.1 旋桨（转子）水力校准
启动速度检查：缓慢增加流速，记录旋桨刚开始连续转动时的临界流速。启动速度应符合技术指标（通常不大于0.03 m/s）。
检定点设定：选取包含低、中、高流速在内的至少6个校准点（例如：0.05 m/s、0.10 m/s、0.30 m/s、0.50 m/s、1.00 m/s、1.50 m/s）。
检定车运行：启动检定车拖动仪器（或仪器固定，水车拖动水体）以恒定速度运行。每个流速点运行次数不少于3次。
数据采集：
记录检定车的运行距离 L和时间 t，计算标准流速 v s = L/t。
记录流速仪的脉冲信号数 N（旋桨式）或电压/频率输出值（电磁式）。
参数计算：
计算流速仪检定常数 K（每转脉冲数对应的流速）和截距 C：
v s = KN + C
K、 C值通过最小二乘法拟合得到。
示值误差：各校准点流速仪读数 v i 与标准流速 v s 之差的绝对值应不大于0.5 cm/s + 1% v s 。
3.2 电磁流速仪校准
将传感器完全浸没在水中，确保电极与水流方向垂直。
在每一个标准流速点，记录传感器输出的感应电动势 E。
绘制 E − v s 关系曲线，线性相关系数 R 2应不小于0.999。
检查零点漂移：在静水中，1小时内零点输出变化量换算成流速应不大于0.5 cm/s。
3.3 ADCP流速仪校准
声速校准：输入实测水温、盐度（淡水可忽略），验证仪器内部声速计算值与标准值（约1500 m/s）的偏差，偏差应不大于±0.2%。
单元流速校准：在水槽中设置不同流速点，对比ADCP各测量单元的平均流速与标准流速。
底跟踪校准：若启用底跟踪功能，在固定床面的水槽中，底跟踪测得的流速应接近0，误差应不大于±1 cm/s。
3.4 重复性校准
选择0.50 m/s作为校准点。
连续进行6次独立测量。
计算单次实验标准差 s，重复性误差按下式计算：
E r = v ˉ s × 100%
其中， v ˉ为6次测量的平均值。重复性误差应不大于1.0%。
3.5 响应时间校准
模拟流速突变（如从0突变至0.50 m/s）。
记录从流速变化开始到仪器输出值达到稳定值90%所需的时间。
响应时间应符合产品说明书要求（通常旋桨式不大于2秒，ADCP不大于1秒）。
4. 校准数据处理
原始数据剔除粗大误差采用格拉布斯准则。
考虑水温对水的粘滞系数及声速的影响，必要时进行修正。
校准结果的不确定度评定依据JJF 1059.1-2012执行。
数据修约间隔不大于仪器最小分辨力。
5. 校准周期
新购仪器投入使用前必须进行校准。
常规使用环境下，校准周期为12个月。
在含沙量高、流速大或频繁使用的恶劣环境下，校准周期缩短至6个月。
仪器遭受强烈撞击、维修或更换核心部件后，应立即重新校准。
6. 校准记录与报告
校准记录应包含：仪器型号、编号、校准日期、环境温度、水温、标准器信息、各流速点原始数据、拟合方程、不确定度分析及操作人员签字。
出具校准证书，明确给出流速计算公式（或系数）、示值误差、重复性、响应时间及合格判定。
记录保存期限不少于3年。
7. 注意事项
校准过程中，严禁触碰运行中的检定车或旋转的旋桨。
仪器入水前应排除表面的气泡，特别是电极和换能器表面。
旋桨式流速仪校准后，需加注专用润滑油。
长期停用期间，应将仪器存放在干燥、通风的环境中，避免阳光直射。
