計(jì)量基準(zhǔn)是國(guó)家量值的最高依據(jù)，也是保障全國(guó)量值準(zhǔn)確可靠的源頭。黨中央、國(guó)務(wù)院高度重視計(jì)量體系和計(jì)量能力建設(shè)，將計(jì)量基準(zhǔn)等作為國(guó)家重要戰(zhàn)略資源。2021年，市場(chǎng)監(jiān)管總局依照《計(jì)量法》有關(guān)規(guī)定，新批準(zhǔn)建立5項(xiàng)國(guó)家計(jì)量基準(zhǔn)，填補(bǔ)了我國(guó)相關(guān)領(lǐng)域最高測(cè)量能力空白，對(duì)推動(dòng)科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、保障改善民生具有重要意義。市場(chǎng)監(jiān)管總局組織有關(guān)單位和專(zhuān)家撰寫(xiě)了科普宣傳圖文，使社會(huì)各界更好明白計(jì)量、理解計(jì)量、支持計(jì)量、用好計(jì)量。
（0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置
近日，市場(chǎng)監(jiān)管總局批準(zhǔn)啟用（0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置（國(guó)基證〔2021〕第152號(hào)），其測(cè)量能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了我國(guó)空氣流速量值傳遞與溯源能力空白，為空氣流速量值準(zhǔn)確獲取和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。
空氣流速也叫風(fēng)速，指空氣相對(duì)于地面某一固定地點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速率。流速量值伴隨諸多自然現(xiàn)象和人類(lèi)活動(dòng)出現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)活動(dòng)中。風(fēng)速根據(jù)其范圍可劃分為微風(fēng)速、亞音速、超音速等。實(shí)現(xiàn)空氣流動(dòng)的合理利用一直是人類(lèi)努力追求的目標(biāo)，而準(zhǔn)確有效的空氣流速是關(guān)鍵因素?？諝饬魉儆?jì)量在產(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng)新等諸多方面支撐國(guó)家戰(zhàn)略、服務(wù)社會(huì)民生。
圖1 空氣流速服務(wù)國(guó)計(jì)民
在服務(wù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)、助推國(guó)家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、助力國(guó)家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方面，風(fēng)速的準(zhǔn)確計(jì)量至關(guān)重要。在我國(guó)加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的形勢(shì)下，風(fēng)電是清潔低碳能源的重要組成部分。風(fēng)速是風(fēng)電場(chǎng)宏觀微觀選址的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，風(fēng)速計(jì)量直接支撐風(fēng)電設(shè)備的效率評(píng)價(jià)、日常運(yùn)維和故障診斷。風(fēng)速計(jì)量準(zhǔn)確度水平顯著影響風(fēng)電設(shè)備的精細(xì)化運(yùn)行和控制策略?xún)?yōu)化，是提升風(fēng)電產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的重要環(huán)節(jié)。此外，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)中生產(chǎn)企業(yè)有害煙氣量排放測(cè)量、室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)中大型建筑中央空調(diào)通風(fēng)換氣能力測(cè)量、安全生產(chǎn)監(jiān)管領(lǐng)域中煤礦通風(fēng)換氣能力測(cè)量、氣象災(zāi)害預(yù)報(bào)中局地環(huán)境風(fēng)力等級(jí)測(cè)量、生物制藥領(lǐng)域中潔凈生產(chǎn)過(guò)程微風(fēng)速測(cè)量等，都需要空氣流速的準(zhǔn)確計(jì)量。
圖2 （0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)
空氣流速計(jì)量基準(zhǔn)裝置是準(zhǔn)確測(cè)量該量值的前提和保障，也是支撐上述產(chǎn)業(yè)發(fā)展服務(wù)社會(huì)的基礎(chǔ)。2009年起，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院開(kāi)展了激光多普勒流速儀的校準(zhǔn)方法研究，自主研制轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)我國(guó)空氣流速量值m/s向SI單位m和s的有效溯源。轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置依托寬速比伺服控制可實(shí)現(xiàn)線(xiàn)速度范圍（0.2～30）m/s的連續(xù)可調(diào)轉(zhuǎn)動(dòng)，在全速度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)穩(wěn)定性?xún)?yōu)于0.02%。在氣浮導(dǎo)軌上采用了獨(dú)特的平衡對(duì)稱(chēng)布局設(shè)計(jì)，光軸方向上步進(jìn)分辨率達(dá)到5μm，可實(shí)現(xiàn)激光多普勒流速儀測(cè)量體內(nèi)條紋間距的高分辨校準(zhǔn)。散射目標(biāo)采用直徑小于5μm的鍍鉑鎢絲，利用鍍鉑鎢絲良好的散射特性，獲得了高信噪比多普勒信號(hào)，在解決多個(gè)技術(shù)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上開(kāi)展激光多普勒流速儀的高精度校準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了空氣流速量值的傳遞與溯源。
圖3 （0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置校準(zhǔn)激光多普勒流速儀
2014年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院研制的轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置參加了CCM.FF-K3空氣流速關(guān)鍵量值國(guó)際比對(duì)，比對(duì)結(jié)果于2016年正式發(fā)布，比對(duì)結(jié)果驗(yàn)證了我國(guó)空氣流速量值的等效性和一致性。2017年經(jīng)國(guó)際同行專(zhuān)家評(píng)審，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院基于該裝置通過(guò)了3項(xiàng)空氣流速量值的校準(zhǔn)測(cè)量能力（CMC），目前已在國(guó)際計(jì)量局（BIPM）官網(wǎng)發(fā)布，這是我國(guó)首次在流速量值中獲得了國(guó)際同行認(rèn)可。2020年，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院參與主導(dǎo)完成亞太計(jì)量組織（APMP）空氣流速量值國(guó)際比對(duì)（2020APMP.K3）。同時(shí)，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院通過(guò)進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)盤(pán)校準(zhǔn)裝置的測(cè)量能力，實(shí)現(xiàn)全流速范圍內(nèi)的最大測(cè)量不確定度為0.1%（k=2）的校準(zhǔn)水平。
?。?.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置的建立，填補(bǔ)了我國(guó)空氣流速量值源頭的空白，實(shí)現(xiàn)了國(guó)際等效一致，對(duì)規(guī)范國(guó)內(nèi)氣體流速量值傳遞體系和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。同時(shí)，該計(jì)量基準(zhǔn)的建立有助于我國(guó)空氣流速測(cè)量水平的提升，為能源環(huán)保、航空航天、生物醫(yī)藥等產(chǎn)業(yè)發(fā)展中的空氣流速監(jiān)測(cè)和應(yīng)用提供計(jì)量技術(shù)支撐。
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