ISO 16622-2002 Meteorology - Sonic anemometers thermometers - Acceptance test methods for mean wind measurements《气象学 声呐风速计 温度计 平均风速测量计的验收试验方法》.pdf

1、 Numro de rfrence ISO 16622:2002(F) ISO 2002NORME INTERNATIONALE ISO 16622 Premire dition 2002-09-15 Mtorologie Anmomtres/thermomtres soniques Mthodes dessai dacceptation pour les mesurages de la vitesse moyenne du vent Meteorology Sonic anemometers/thermometers Acceptance test methods for mean wind

2、 measurements ISO 16622:2002(F) PDF Exonration de responsabilit Le prsent fichier PDF peut contenir des polices de caractres intgres. Conformment aux conditions de licence dAdobe, ce fichier peut tre imprim ou visualis, mais ne doit pas tre modifi moins que lordinateur employ cet effet ne bnficie du

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7、 56 CH-1211 Geneva 20 Tel. + 41 22 749 01 11 Fax. + 41 22 749 09 47 E-mail copyrightiso.ch Web www.iso.ch Imprim en Suisse ii ISO 2002 Tous droits rservsISO 16622:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs iiiSommaire Page Avant-propos . iv Introduction. v 1 Domaine dapplication 1 2 Rfrences normatives. 1

8、3 Termes et dfinitions 1 4 Symboles et termes abrgs . 3 5 Rsum des mthodes . 4 6 Examen du support avant les essais 5 7 Essai en enceinte pour vent nul 5 7.1 Objectif de lessai 5 7.2 Mode opratoire 5 8 Essai en soufflerie. 6 8.1 Objectif de lessai 6 8.2 Prcaution 7 8.3 Mode opratoire 7 9 Essai en ch

9、ambre de compression (facultatif) 10 9.1 Objectif de lessai 10 9.2 Appareillage. 10 9.3 Mode opratoire 10 10 Essais sur le terrain 11 10.1 Objectif de lessai 11 10.2 Dure de lessai . 11 10.3 Choix du site 11 10.4 Matriel du site dessai. 11 10.5 valuation 12 Annexe A (informative) Enceinte pour vent

10、nul. 14 Annexe B (informative) Mesurage du vent laide de soniques 15 Annexe C (normative) Soufflerie. 19 Annexe D (informative) Impdance acoustique par rapport laltitude 21 Bibliographie. 22 ISO 16622:2002(F) iv ISO 2002 Tous droits rservsAvant-propos LISO (Organisation internationale de normalisati

11、on) est une fdration mondiale dorganismes nationaux de normalisation (comits membres de lISO). Llaboration des Normes internationales est en gnral confie aux comits techniques de lISO. Chaque comit membre intress par une tude a le droit de faire partie du comit technique cr cet effet. Les organisati

12、ons internationales, gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec lISO participent galement aux travaux. LISO collabore troitement avec la Commission lectrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation lectrotechnique. Les Normes internationales sont rdiges conformm

13、ent aux rgles donnes dans les Directives ISO/CEI, Partie 3. La tche principale des comits techniques est dlaborer les Normes internationales. Les projets de Normes internationales adopts par les comits techniques sont soumis aux comits membres pour vote. Leur publication comme Normes internationales

14、 requiert lapprobation de 75 % au moins des comits membres votants. Lattention est appele sur le fait que certains des lments de la prsente Norme internationale peuvent faire lobjet de droits de proprit intellectuelle ou de droits analogues. LISO ne saurait tre tenue pour responsable de ne pas avoir

15、 identifi de tels droits de proprit et averti de leur existence. La Norme internationale ISO 16622 a t labore par le comit technique ISO/TC 146, Qualit de lair, sous-comit SC 5, Mtorologie. Lannexe C constitue un lment normatif de la prsente Norme internationale. Les annexes A, B et D sont donnes un

16、iquement titre dinformation. ISO 16622:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs vIntroduction La majeure partie de lactivit humaine influant sur la dispersion de polluants a lieu dans la couche limite (SL), partie de latmosphre qui stend sur quelques dizaines de mtres au-dessus de la surface terrestre. C

17、ette couche se caractrise par de forts gradients et des variations, dans le temps, de la temprature, de lhumidit et du niveau de turbulence. Afin dtablir les caractristiques de la couche limite, des donnes relatives aux flux et turbulences tridimensionnels tablies sur des chelles de temps et despace

18、 restreintes sont ncessaires. Ces donnes doivent tre prsentes non seulement sous la forme de grandeurs moyennes intgres dans le temps, mais galement sous la forme des fluctuations de ces grandeurs dont la turbulence contribue aux processus de production, de transport, de dispersion et de dissipation

19、 qui ont lieu dans la couche limite. Lanmomtre/ thermomtre sonique (appel sonique dans le reste de la prsente Norme internationale) est un instrument qui convient bien lobtention de valeurs de mesures ncessaires la caractrisation de la couche limite. Un sonique se compose dun support de transducteur

20、s portant des couples de transmetteurs/rcepteurs ultrasons et dun circuit conu pour mesurer les temps de parcours des ondes acoustiques se propageant sur la distance qui spare les couples de transducteurs (gnralement 10 cm 20 cm). Un support tridimensionnel permet dtablir les composantes horizontale

21、s et verticales du vent ainsi que la vitesse du son partir de laquelle la temprature sonique (virtuelle) peut tre drive. Lanmomtrie sonique est utilise depuis des dcennies dans les recherches sur latmosphre mais les rcentes avances dans la conception des instruments et le traitement du signal, assoc

22、ies une sophistication accrue des modles de dispersion atmosphrique ont conduit une demande croissante, notamment pour les mesures classiques de vitesse et direction du vent. Puisquils ne comprennent pas de pices mobiles, les soniques demandent peu dentretien et ont lavantage dtre faciles dutilisati

23、on, mme dans des conditions climatiques dfavorables. Ces facteurs ont favoris le dveloppement commercial des soniques et la prparation de normes nationales sur lesquelles se base la prsente Norme internationale relative aux mesurages des performances et aux mthodes dessai applicables aux soniques. L

24、es modes opratoires dcrits dans le prsent document dfinissent les mthodes dessais dacceptation des soniques utiliss pour les mesurages de la vitesse moyenne du vent. Les exigences minimales de conformit la prsente Norme internationale impliquent la russite aux essais en enceinte pour vent nul (artic

25、le 7), en soufflerie (article 8) et sur le terrain (article 10). Lessai en chambre de compression (article 9) est recommand si le sonique est utilis une altitude suprieure 2 000 m au-dessus du niveau moyen de la mer. NORME INTERNATIONALE ISO 16622:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs 1Mtorologie Anmo

26、mtres/thermomtres soniques Mthodes dessai dacceptation pour les mesurages de la vitesse moyenne du vent 1 Domaine dapplication La prsente Norme internationale dfinit des mthodes dessai permettant dvaluer la performance des anmomtres/thermomtres soniques qui mesurent la vitesse du son le long de traj

27、ets orientations diverses, en raison inverse du temps. Elle est applicable aux instruments mesurant deux ou trois composantes du vecteur vent dans un angle dacceptation azimutal illimit (360). 2 Rfrences normatives Les documents normatifs suivants contiennent des dispositions qui, par suite de la rf

28、rence qui y est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente Norme internationale. Pour les rfrences dates, les amendements ultrieurs ou les rvisions de ces publications ne sappliquent pas. Toutefois, les parties prenantes aux accords fonds sur la prsente Norme internationale sont in

29、vites rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plus rcentes des documents normatifs indiqus ci-aprs. Pour les rfrences non dates, la dernire dition du document normatif en rfrence sapplique. Les membres de lISO et de la CEI possdent le registre des Normes internationales en vigueur. ISO 5

30、725-1, Exactitude (justesse et fidlit) des rsultats et mthodes de mesure Partie 1: Principes gnraux et dfinitions ISO 5725-2, Exactitude (justesse et fidlit) des rsultats et mthodes de mesure Partie 2: Mthode de base pour la dtermination de la rptabilit et de la reproductibilit dune mthode de mesure

31、 normalise ASTM D5741-96, Standard Practice for Characterizing Surface Wind Using a Wind Vane and Rotating Anemometer OMM CIMO, Organisation mtorologique mondiale (d.). Guide des instruments et des mthodes dobservation mtorologiques. OMM-N 8, 6 edition 1996, Genve 3 Termes et dfinitions Pour les bes

32、oins de la prsente Norme internationale, les termes et dfinitions suivants sappliquent. 3.1 support structure mcanique plaant les transducteurs soniques dans la configuration gomtrique souhaite 3.2 angle de symtrie du support distance angulaire par rapport laquelle le support est symtrique ISO 16622

33、2002(F) 2 ISO 2002 Tous droits rservs3.3 moyenne valeur moyenne sur lintervalle de calcul (slectionn) du sonique 3.4 sonique anmomtre/thermomtre sonique instrument compos dun support de transducteurs portant des couples de transmetteurs/rcepteurs acoustiques, une horloge intgre et un microprocesseu

34、r avec circuit pour mesurer les laps de temps entre la transmission et la rception des impulsions acoustiques 3.5 trajet du son trajet parcouru par le son entre 2 transducteurs 3.6 retard systme diffrence entre le temps de propagation total dtect lectroniquement et le temps de parcours NOTE La dure

35、scoulant entre la gnration lectronique du signal de transmission et la dtection lectronique du signal reu est plus longue que le temps de parcours en raison des temps de propagation travers les transducteurs et le circuit lectronique. 3.7 temps de parcours temps requis par un front donde acoustique

36、pour se propager entre 2 transducteurs 3.8 niveau de turbulence intensit de turbulence T irapport de la racine carre de lnergie cintique turbulente la vitesse du vent moyenne 222 i 0 uvw T U + = (1) o indique les carts par rapport la moyenne. EXEMPLE uuu = , etc. o u est la composante vent instantan

37、 u est la composante vent moyen. 3.9 dcalage du zro vitesse du vent indique par le sonique en labsence dair ISO 16622:2002(F) ISO 2002 Tous droits rservs 34 Symboles et termes abrgs T temprature, en kelvins T stemprature du sonique, en kelvins voir quation (B.4) T iintensit de turbulence U 0vitesse

38、 du flux laminaire dans la soufflerie, vitesse, ou vitesse du vent mesure par un capteur de rfrence, en mtres par seconde U avitesse du vent, sortie du sonique, en mtres par seconde, avec azimut dorientation du sonique a U bvitesse du vent, sortie du sonique, en mtres par seconde, avec azimut dorien

39、tation du sonique b U a,nn mechantillon de U a , en mtres par seconde U vmoyenne vectorielle de U a , en mtres par seconde U smoyenne scalaire de U a , en mtres par seconde U maxvitesse maximale spcifie mesurable avec un sonique, en mtres par seconde U minvitesse minimale dessai, en mtres par second

40、e Z impdance acoustique (Z = c kgm 2 s 1 ) a azimut du sonique, en degrs b azimut du sonique, en degrs c vitesse du son, en mtres par seconde d longueur du parcours, en mtres e pression partielle de la vapeur deau, en hectopascals h hauteur au-dessus du niveau moyen de la mer, en mtres p pression, e

41、n hectopascals p epression quivalente, en hectopascals (voir Tableau D.1) t aintervalle dintgration, en secondes t +temps de parcours dun transducteur+ un transducteur, en secondes t temps de parcours dun transducteur un transducteur+, en secondes u 0 ,v 0 ,w 0composantes de vitesse axiale, perpendi

42、culaire et verticale, du flux non perturb, en mtres par seconde u a ,v a ,w acomposantes de vitesse axiale, perpendiculaire et verticale, sortie du sonique, en mtres par seconde ISO 16622:2002(F) 4 ISO 2002 Tous droits rservsu a,n ,v a,n ,w a,nn mechantillon de u a , v a , w a , en mtres par seconde

43、 v dcomposante de la vitesse dans le sens du vent (ou longitudinale), en mtres par seconde v ncomposante de la vitesse transversale (perpendiculaire) du vent, en mtres par seconde v tvitesse du vent au niveau du trajet du son 22 tn d vvv =+ direction du vent, sortie du capteur de rfrence, en degrs 0

44、azimut du flux non perturb par rapport lorientation du sonique, gal soit la diffrence dorientation entre laxe de la soufflerie et le nord du sonique, soit langle mesur par un capteur de rfrence, en degrs adirection du vent, sortie du sonique, en degrs, avec azimut du sonique a b direction du vent, s

45、ortie du sonique, en degrs, avec azimut du sonique b a,nn mechantillon de a vmoyenne vectorielle de a , en degrs smoyenne scalaire de a , en degrs amodule de la diffrence vectorielle entre la vitesse du flux laminaire de la soufflerie et la vitesse mesure pour une direction lazimut a , en mtres par

46、seconde a,bmodule de la diffrence vectorielle entre les vecteurs vent mesurs dans lenceinte pour vent nul avec linstrument aux azimuts aet b , en mtres par seconde a,n,mmodule de la diffrence vectorielle entre le n meet m mechantillon du vecteur vent mesur dans lenceinte pour vent nul avec linstrume

47、nt lazimut a inclinaison du capteur par rapport au flux dair dans la soufflerie, en degrs; les angles positifs correspondent aux axes du support au-dessus de lhorizontale, sous le vent, et les angles ngatifs correspondent aux axes du support au-dessous de lhorizontale masse volumique de lair, en kilogrammes par mtre cube rotation de lazimut de la vitesse angulaire du capteur, en degrs 5 Rsum des mthodes Avant lessai, il convient dexaminer le support de linstrument afin de sassurer quil est