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常见问题

问题：杯式风速计是什么时候发明的？

答：现在不能确定是谁发明了这种仪器。但在1846年，爱尔兰天文学家T.R. Robinson第一次描述它。最早的杯式风速计是由四个风杯组成。1926年，Patterson发现如果只有3个风杯，在整个旋转过程中，转子的力矩会更均匀。

问题：为什么要进行线性校准？

答：简单的回答就是这是由经验得来的。在风洞内进行的杯式风速计校准都是线性的。1914年，Brazier发现风杯的直径与风杯中心所描述的圆的比值是一个重要的参数，获得最佳线性时这个比例约为0.5。

问题：每个转子完成一个完整的旋转需要多少个脉冲才能得到一个可靠的信号？

答：原则上是一个脉冲就足够了。但是如果转子没有旋转一整周就难准确测量速度。设备平均旋转一个完整周次以上，这个问题就解决了。对于每个旋转周次都会有一个固定长度的空气流通过转子。这个长度称为标定长度。在一个特定的时间段内对所有这些空气流的长度求和，通常选择10分钟，我们会得到这一时间段的平均风速。实际操作中，我们选择每周次2个脉冲，这已经足够了。

问题：杯式风速计的响应有多快？

答：响应时间是由距离常数l0决定的。反应时间可由距离常数l0和平均风速U的比值得到即τ0=l0/U。让我们考虑这样一个情况，一个恒定的风速瞬间改变为V+Δν。然后经过时间т后，风速计会显示为最终风速的63%(=1-e-1)。我们也可以这样理解一段长度为l0 的气流柱必须流过风速计后才能得到一样的结果。这个距离常数l0是仪器的参数。但是时间常数不是，所以平均风速U与时间成反比。当距离常数越大，仪器对风速改变的响应速度越慢。

问题：什么是超速运行呢？是否有一个简单的解释？

答：超速是被测量的平均速度的正向偏置。有两个基本要素，大气湍流和转子的不对称结构。这种不对称存在的原因是风吹到风杯正面的强度比吹在风杯背面的强度大。这对杯式风速计的工作至关重要，没有这种不同风速仪的转子永远不会开始转动。湍流也很重要的原因是风速计在校准时几乎是在没有湍流的情况下进行的。所以当杯式风速计置于湍流中时，它会从整个涡的尺寸范围方面反映出风的脉动性。当杯式风速计距离常数小时，可以很容易地感受到大的涡，但是当涡等于或小于风速计的距离常数时，风速计就不能感测到风的脉动了。然而，这会引起转子正面需要比在没有湍流的风洞中更多的时间去响应。一个特殊却也常见的情况是在多风的表面层风速计产生的信号。超速与平均风速的关系式为C(σ2/U2)(l0/z)2/3。σ2是风速的标准差或方差。Z是高度，C是顺序的无量纲常数。

我们也可以用杯式风速计测量方差和高阶矩，但是这些高阶矩会显示没有偏差。

问题：IEC 41400-12-1,ISO 17025和MEASNET是什么关系？

答：关系如下：

IEC61400-12-1是风力发电机组功率特性测试标准
这个IEC标准具体描述了测量功率曲线的流程。功率特性测试的关键因素是利用杯式风速计测量风速。因此，该标准也说明了杯式风速计校准的流程。

ISO/IEC17025是试验室测试与校准能力通用要求
它是测试与校准试验室主要使用的ISO标准。在大多数国家，ISO/IEC17025是大多数试验室必须拥有的视为技术方面达到要求的资质标准。在许多情况下，供应商和授权机构不接受没有资质的试验室的测试与校准结果。ISO17025与风速计无关，但校准风速计的试验室和进行功率曲线测试的试验室需要达到该标准要求。

MEASNET
MEASNET是风电行业一些高水平公司组成的行业组织，它确保高质量的测量水平、对标准和建议的统一阐述以及测试结果的可替换性。

谁在做？
WindSensor制造风速计，WindSensor风速计依据IEC61400-12-1附录I进行分级。

WindSensor风速计在SOH风洞进行校准。SOH风洞拥有IEC17025资质，具备按照IEC61400-12-1:2005附录F进行风速计校准的能力。

许多具有ISO17025资质的检测试验室利用校准后的风速计开展功率曲线测试。

问题：WindSensor风速计的寿命是多久？

回答：有两个影响杯式风速计校准的基本因素，几何外形和轴承的摩擦。假设几何外形，也就是气动外形在整个寿命周期是不变的，那么最重要的参数就是轴承的摩擦。
轴承摩擦可能会受雷击、机械撞击、磨损和腐蚀影响。在设计上，WindSensor的风杯是绝缘材料制成，这使得雷击电流是通过风速计表面流过，而不是通过轴承。此外，WindSensor的轴承使用了一种特殊钢材，它比行业内其它风速计使用的钢材更加耐磨和耐腐蚀。在加上使用了行业内最持久的润滑方式，目前已经证明，WindSensor在理想条件下可以使用超过10年。
然而，由于杯式风速计在全球不同环境下使用的条件不同，不可能具体给出一个固定的使用寿命。


我们给出了1-2年的服务时间间隔，这取决于运行条件的不同。例如，通常在海上测风塔上，由于极高的进入场址的成本，每一年要更换一次风速计。我们推荐客户应该根据具体的场址条件确定一个最长的使用时限。


由于轴承甚至可能在安装后或者在安装过程中由于不正确的操作方式很快损坏，在测风塔上最重要的预防措施就是通过比较同一层或者不同层杯式风速计的测量值进行不断监控。


我们无法推荐在同一个测风塔上使用不同类型的杯式风速计，这是因为即使这些风速计安装在同一高度，不同型号的风速计对气温、空气密度、入流角度和湍流的响应不同，进而导致了不同的测量值。