在渦度協方差系統中，如何確保測量準確?

更新時間：2017-11-13 點擊次數：3797

測量儀器本身是否會對測量結果造成偏差？
——在渦度協方差系統中，如何確保測量準確

三維超聲風速儀是渦度協方差測量系統中的核心測量組件。有研究表明，在對風速進行測量時，哪怕超聲風速儀傳感器的體積很小，也會對風速測量結果產生偏差^{【1，2，3，4，5，6】}。另外，如果采用合體式設計思路，即把三維超聲風速儀和氣體分析儀合二為一。由于氣體分析儀位于三維超聲風速儀采樣空間內部或與其非常接近^【7，8】，風速的測量誤差就會很大（圖1）。

三維超聲風速儀

圖1 若物體距離三維超聲風速儀太近，如氣體分析儀，就會導致其風速測量不可靠。

理論上，渦度協方差系統測量同一渦旋的風速和其對應的氣體密度。但在實際測量時，卻不能這樣。合體式設計思路，由于其測量組件本身就會對渦旋造成擾動，這種擾動所導致的測量誤差很難被量化，且不可進行后續訂正【6，7，8，9】。

那怎么辦呢？研究表明，一個簡單的解決方案就是采用分體式思路：三維超聲風速儀和氣體分析儀以一定間距（10-20cm）分開測量。這種分體式測量，只需對原始數據做一個簡單的數據訂正就可以得到準確結果【10，11，12】。

LI-COR的渦度協方差測量系統以嚴謹的科研成果為依據，采用分體式設計思路（圖2），確保了渦度通量數據的準確、可靠。

LI-COR分體式渦度協方差測量系統

圖2 LI-COR分體式渦度協方差測量系統設計思路

參考文獻
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