在渦度協(xié)方差系統(tǒng)中，如何確保測量準確?

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

        三維超聲風速儀是渦度協(xié)方差測量系統(tǒng)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）。

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(xié)方差系統(tǒng)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(xù)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(shù)據(jù)做一個簡單的數(shù)據(jù)訂正就可以得到準確結果【10，11，12】。
 
LI-COR的渦度協(xié)方差測量系統(tǒng)以嚴謹?shù)目蒲谐晒麨橐罁?jù)，采用分體式設計思路（圖2），確保了渦度通量數(shù)據(jù)的準確、可靠。

圖2 LI-COR分體式渦度協(xié)方差測量系統(tǒng)設計思路

 
參考文獻
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