編者按： 

　　計量基準(zhǔn)是國家量值的最高依據(jù)，也是保障全國量值準(zhǔn)確可靠的源頭。黨中央、國務(wù)院高度重視計量體系和計量能力建設(shè)，將計量基準(zhǔn)等作為國家重要戰(zhàn)略資源。2021年，市場監(jiān)管總局依照《計量法》有關(guān)規(guī)定，新批準(zhǔn)建立5項國家計量基準(zhǔn)，填補(bǔ)了我國相關(guān)領(lǐng)域最高測量能力空白，對推動科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新、促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級、保障改善民生具有重要意義。市場監(jiān)管總局組織有關(guān)單位和專家撰寫了科普宣傳圖文，使社會各界更好明白計量、理解計量、支持計量、用好計量。 

（0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置

　　近日，市場監(jiān)管總局批準(zhǔn)啟用（0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置（國基證〔2021〕第152號），其測量能力達(dá)到國際先進(jìn)水平，填補(bǔ)了我國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，指空氣相對于地面某一固定地點(diǎn)的運(yùn)動速率。流速量值伴隨諸多自然現(xiàn)象和人類活動出現(xiàn)，廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)活動中。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)空氣流動的合理利用一直是人類努力追求的目標(biāo)，而準(zhǔn)確有效的空氣流速是關(guān)鍵因素?？諝饬魉儆嬃吭诋a(chǎn)業(yè)發(fā)展、科技創(chuàng)新等諸多方面支撐國家戰(zhàn)略、服務(wù)社會民生。 

圖1 空氣流速服務(wù)國計民生 

　　在服務(wù)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)、助推國家能源結(jié)構(gòu)調(diào)整、助力國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)方面，風(fēng)速的準(zhǔn)確計量至關(guān)重要。在我國加快建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系的形勢下，風(fēng)電是清潔低碳能源的重要組成部分。風(fēng)速是風(fēng)電場宏觀微觀選址的關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，風(fēng)速計量直接支撐風(fēng)電設(shè)備的效率評價、日常運(yùn)維和故障診斷。風(fēng)速計量準(zhǔn)確度水平顯著影響風(fēng)電設(shè)備的精細(xì)化運(yùn)行和控制策略優(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)測中生產(chǎn)企業(yè)有害煙氣量排放測量、室內(nèi)通風(fēng)環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測中大型建筑中央空調(diào)通風(fēng)換氣能力測量、安全生產(chǎn)監(jiān)管領(lǐng)域中煤礦通風(fēng)換氣能力測量、氣象災(zāi)害預(yù)報中局地環(huán)境風(fēng)力等級測量、生物制藥領(lǐng)域中潔凈生產(chǎn)過程微風(fēng)速測量等，都需要空氣流速的準(zhǔn)確計量。 

圖2 （0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置 

　　空氣流速計量基準(zhǔn)裝置是準(zhǔn)確測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)社會的基礎(chǔ)。2009年起，中國計量科學(xué)研究院開展了激光多普勒流速儀的校準(zhǔn)方法研究，自主研制轉(zhuǎn)盤校準(zhǔn)裝置，實(shí)現(xiàn)我國空氣流速量值m/s向SI單位m和s的有效溯源。轉(zhuǎn)盤校準(zhǔn)裝置依托寬速比伺服控制可實(shí)現(xiàn)線速度范圍（0.2～30）m/s的連續(xù)可調(diào)轉(zhuǎn)動，在全速度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性優(yōu)于0.02%。在氣浮導(dǎo)軌上采用了獨(dú)特的平衡對稱布局設(shè)計，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，在解決多個技術(shù)難點(diǎn)的基礎(chǔ)上開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，中國計量科學(xué)研究院研制的轉(zhuǎn)盤校準(zhǔn)裝置參加了CCM.FF-K3空氣流速關(guān)鍵量值國際比對，比對結(jié)果于2016年正式發(fā)布，比對結(jié)果驗證了我國空氣流速量值的等效性和一致性。2017年經(jīng)國際同行專家評審，中國計量科學(xué)研究院基于該裝置通過了3項空氣流速量值的校準(zhǔn)測量能力（CMC），目前已在國際計量局（BIPM）官網(wǎng)發(fā)布，這是我國首次在流速量值中獲得了國際同行認(rèn)可。2020年，中國計量科學(xué)研究院參與主導(dǎo)完成亞太計量組織（APMP）空氣流速量值國際比對（2020APMP.K3）。同時，中國計量科學(xué)研究院通過進(jìn)一步提升轉(zhuǎn)盤校準(zhǔn)裝置的測量能力，實(shí)現(xiàn)全流速范圍內(nèi)的最大測量不確定度為0.1%（k=2）的校準(zhǔn)水平。 

　　（0.2～30）m/s空氣流速基準(zhǔn)裝置的建立，填補(bǔ)了我國空氣流速量值源頭的空白，實(shí)現(xiàn)了國際等效一致，對規(guī)范國內(nèi)氣體流速量值傳遞體系和促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有重要意義。同時，該計量基準(zhǔn)的建立有助于我國空氣流速測量水平的提升，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)測和應(yīng)用提供計量技術(shù)支撐。