手持式电波流速仪校准

一、目的

手持式电波流速仪校准旨在通过量值溯源，修正雷达传感器的系统误差，确保其表面流速测量结果符合《流速流量仪器检定/校准规范》（GB/T11826-2019）及水文测验规范要求，保障在防洪监测、应急抢险及难以涉水水域的流速数据准确性。

二、适用范围

本内容适用于基于多普勒效应原理工作的手持式电波（雷达）流速仪。涵盖新设备验收校准、周期性校准及维修后校准。不适用于超声波流速仪及接触式机械流速仪。

三、校准前准备

（一）设备检查

检查天线罩表面无划痕、凹陷及污物覆盖；设备外壳无破损，密封胶圈完好。

核查电池电量≥80%，开机自检正常，屏幕显示清晰，按键响应灵敏。

检查俯仰角传感器功能正常，水平泡居中；数据接口（如USB、蓝牙）连接顺畅，无氧化现象。

（二）标准器具

标准速度校准装置：选用经计量检定的雷达测速仪检定装置或移动目标模拟器，速度范围覆盖被校设备量程（通常0.3~20m/s），不确定度≤0.5%。

角度标准器：采用分度值为0.1°的电子倾斜仪或角度块，经计量检定合格。

辅助工具：钢卷尺（分度值1mm）、温度计（测量范围0~50℃，分度值0.1℃）、标准反射靶（角反射器或平板反射器）。

参照标准：已检定合格的旋桨式流速仪或高精度电磁流速仪（用于现场比测）。

四、校准项目与方法

（一）外观与功能性检查

设备标识清晰，铭牌参数（型号、出厂编号、测量范围、发射频率、制造厂商）完整。

开机进入设置菜单，确认参数设置齐全，包括雷达发射频率、测量历时、信号滤波等级等可调。

按下测量键，设备应能正常发射微波信号，屏幕实时显示回波强度指示条，无信号溢出或丢失现象。

（二）测角精度校准

将设备固定在角度校准台上，分别设置俯仰角为0°、30°、60°（或设备最大标称角）。

读取设备内置传感器显示的倾角数值，与标准角度器的读数进行比对。

各点示值偏差应≤±1.0°。若超差，使用厂家专用软件或机内校准程序对角度传感器进行修正。

（三）流速示值校准

采用静态模拟法与动态比对法结合的方式。

静态模拟校准（实验室）

将设备对准标准速度校准装置的天线口或反射靶，距离按说明书规定（通常为0.5m~1m）。

设置装置输出标准速度值，选取0.5m/s、1.0m/s、3.0m/s、10.0m/s四个校准点。

启动被校设备，待读数稳定后记录显示值，每点重复测量3次，取平均值。

设备内置的倾角传感器需设置为0°（即垂直向下），消除角度因子影响。

动态比对校准（现场）

选择流态平稳、断面规则的明渠或试验场。

使用已检定的参照标准流速仪测量水体实际流速（v_ref）。

操作人员手持被校设备，按照规范操作姿势（通常距水面1.5m~3m，入射角45°或60°），对同一测点进行测量。

每点连续测量10次，剔除粗大误差后取平均值作为实测值（v_i）。

（四）测量历时稳定性

在中等流速点（如3.0m/s），分别设置不同的测量历时（如1s、3s、5s、10s），记录各设置下的测量值。各次测量值与平均值的偏差应≤±2.0%，验证设备抗干扰算法的稳定性。

五、数据处理与结果判定

（一）示值误差计算

流速示值误差按公式计算：

δ=(v_i−v_s)/v_s×100%

式中：δ—示值误差（%）；v_i—被校设备实测平均流速（m/s）；v_s—标准速度值或参照标准流速（m/s）。

（二）允许误差限值

示值误差：在0.3m/s~20m/s量程内，示值误差≤±3.0%（或满足厂家标称精度±0.03m/s±1%×V，取大值）。

角度误差：俯仰角测量误差≤±1.0°。

重复性：各校准点测量重复性限≤2.0%。

（三）结果判定

所有校准点示值误差及角度误差均在允许限值内，判定为校准合格。若示值超差，需检查天线馈线连接及内部信号放大器增益，必要时返厂维修；若角度误差超差，需重新校准倾角传感器。

六、校准周期与记录

（一）校准周期

新设备投入使用前必须校准。

正常运行设备每年至少校准1次。

设备在强烈撞击、跌落或维修更换主板、天线后，应立即校准。

用于高洪流量测验的关键设备，建议汛前、汛后各校准一次。

（二）校准记录

记录应包含：设备信息（型号、编号、雷达频率）、校准日期、地点、环境条件（温度、湿度）、标准器信息（名称、编号、有效期）、各校准点原始数据、示值误差、角度偏差、校准结论、校准员及核验员签字。记录保存期限不少于5年。

七、注意事项

校准环境应避开强电磁干扰源（如高压线、大型电机），防止信号串扰。

现场比测时，应避免阳光直射屏幕影响读数；雨雪天气需做好设备防水措施，严禁雨水渗入天线接缝。

测量时设备应保持静止，避免人手抖动导致角度变化；严禁将设备镜头对准人体或动物。

长期不使用时应取出电池，存放在干燥、通风、无腐蚀性气体的环境中。