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蝴蝶扇动翅膀的速度居然可以被测量!

逸夫计量博物馆 | 更新时间:2023-01-07 | 点击:

科学要发展,计量要先行

市场监管总局根据《中华人民共和国计量法》

建立了五项国家计量标准

其中就包括空气流速基准

这代表着蝴蝶扇动翅膀的速度已经可以测量

快来一起看看吧!




为什么要监测蝴蝶?













据有关学者介绍,蝴蝶在漫长的进化过程中,形成了与气候要素间的稳定关系,为其生命发展、进化、生存和繁行奠定了物质基础。通过分析蝶类种群组成、结构、多样性及其动态、趋势等,监测和预警气候变化对生态环境的影响,可以从生物层面上科学地反映气候变化对生态系统产生的作用。

由于近年我国雪灾、干旱、龙卷风等极端气候现象频繁出现,从长远来看,这些气候变化现象或许可以用生物监测来预警。事实上,20世纪50年代初,国外就已将蝴蝶看作是一种能够指示环境变化及优劣的动物。1976年,英国最早开展了对蝴蝶的长期系统检测,并提出了首个具有统一标准、大规模的监测计划,旨在通过长期监测蝴蝶的种类与数量来反映环境质量的变化。目前,全球范围内,美国、澳大利亚、日本等国家均有大范围的蝴蝶监测项目正在实施。










我国较早的蝴蝶监测



几十年来,我国在蝴蝶领域开展了一定的研究工作,但大多集中在分类学方面,蝴蝶多样性及生态学方面研究较为少见,更缺乏长期进行的蝴蝶监测工作。同时,蝴蝶种类组成、分布与种群动态的相关监测工作也刚刚起步。

尽管陕西和江苏省已分别在秦岭地区和南京地区开展蝴蝶监测工作,但从整体上看,目前我国尚未建立起有效的、完善的蝴蝶监测网络,整个监测处于分散和不规范的初级阶段,未形成可直接应用于蝴蝶监测的完整和成熟的技术体系。





我们可以很清楚的知晓

在计量技术不成熟的时候

我们的蝴蝶监测工作也很难进行

只能通过最简单的肉眼监测

但是这一切随着空气流速基准装置的应用

得到了显著改善

在了解什么是空气流速基准装置前

我们有必要先来了解一下空气流速








空气流速







气体的流速,是用单位时间内通过柱子或检测器的气体体积大小来表示的,常用单位是毫升/分。测量气体流速的方法有很多,在气相色谱中,由于气体流速较小,载气与氢气流速为20~150ml/分,空气流速为200~1000ml/分。气体在流速大的地方压强较小,在流速小的地方压强较大。



于是我们研究人员很好地利用了空气流速

研究出了 (0.2~30) m/s 的空气流速基准装置

用以测量蝴蝶扇动的速度








(0.2~30)m/s空气流速基准装置





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“(0.2~30)m/s 空气流速基准装置”测量能力达到了国际先进水平。该基准作为国家气体流速量值的源头,用于统一全国气体流速量值,使我国气体流速量值实现国际等效与互认,填补了我国空气流速量值源头的空白。

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而我们的蝴蝶扇动速度问题

就因此得到了解决

以下为最新监测结果


蝴蝶振动频率低于20HZ,发出的是次声波,超声波和次声波都是人耳听不到的. 蝴蝶震动的速度大约10次每秒,用翅膀飞行是靠翅膀扇动周围空气,使自己受到上升力。蝴蝶的翅膀每分钟振动大约600次。


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而我们的空气流速基准装置

不仅可以用于监测蝴蝶速度

还拥有更为广泛的应用范围







应用领域








空气流通是风力发电必须控制的关键参数,所以我们的空气流速基准装置在清洁能源方面也取得了较好的应用。

由于风是气象条件的重要组成因素,该装置在气象条件上也应用广泛。此外,由于大型建筑的“通风”条件事关人体健康和健康能耗,而“空速”又是民用飞机安全航行的核心参比条件。所以在环境监测、航空安全上也有广泛应用。

 






空气流速基准装置的意义






我国空气流速基准的首次建立,确立了国家气体流速量值源头并与国际等效,实现我国空气流速量值向国际单位制的有效溯源。

在(0.2~30)m/s的空气流速范围内,能够测量不确定度达到0.1%的校准水平,意味着我们已经可以准确测量蝴蝶扇动翅膀引起的空气速度!


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计量基准是国家量值的最高依据

是保障全国量值可靠源头

别看小小一只蝴蝶的振动速度

背后蕴藏的是许多科研人员的努力

让我们一起期待,并一起携手创造

更加美好的计量世界


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