風速計の測定方法の説明

風速計の測定方法の説明

風速計は、空気の水平方向の動きである風を測定します。
気象風観測には、風向観測と風速観測の 2 つの部分があります。地上気象観測では、風向と水平気流の方向は一般に 16 の地理的方向で表されます。風速は、空気が単位時間あたりに移動する距離 (m/s) です。

風の測定では、瞬間風速と風向のほか、主に算術平均法やベクトル平均法で平均風速と風向を計算したり、最大風向を平均風向に置き換えたりします。平均風は一般的に瞬間風の時間平均を指し、瞬間風と平均風の差が脈動風です。

風向測定は風向計を使用し、機械伝送、電気伝送、光電変換などの自己記録方式を使用して、風向の変化をリアルタイムで記録します。

風速は風速計で測定されます。一般的に使用される風速計には以下のものがあります。
（１）回転式風速計（風速計）

（２）圧力風速計：風の圧力効果（風圧は風速の２乗に比例する）を利用して風速を測定する。

（３）熱風速計：加熱された物体の熱放散率と周囲の空気の流速に関する特性を利用して風速を測定する。

（４）音響風速計：大気中の音波の伝播速度と風速の関数関係を利用して風速を測定する。

風速測定の誤差は大きく、これは主に風速計（アネモメーター）のヒステリシス効果によって発生します。

風速計の違い
現場の風速計測定には原理により、差圧式、インペラ式、ホットボール式の3つの主なタイプがあります。

差圧法は流体力学における流速測定の古典的な方法であり、主にピトー管と差圧計を使用して動圧を測定し、ベルヌーイの式に基づいて流速を計算します。この方法の利点は、検出限界が低く、感度が高いことですが、高い流れ場の均一性が必要です。環境で測定する場合、流れ場が不均一なために不正確になりやすいです。そのため、圧力差法は主に空気ダクト内の風速を測定するために使用されます。

ホットボール型の主な原理は、プローブが一定の温度を設定することです。空気はプローブを通過して熱を奪います。このとき、プローブは設定温度まで加熱されます。このプロセス中に、機器によって電気信号が収集され、それに応じて風速に変換されます。この方法の利点は、高感度、広い範囲、環境測定への適応性です。欠点は、プローブ内のホットボールを接続する白金線が比較的壊れやすいことです。使用中に注意しないと、プローブが損傷し、修理できなくなる可能性があります。現在、家庭用のホットボール風速計はまだ旧式の風速計です。建設研究所の空調研究所は、より高度な代替技術を開発しました。ホットボールは、ホットボールよりもはるかに強度の高いセラミックホットコラムに置き換えられています。

インペラ式は主に風を利用してインペラを回転させ、測定用の電磁信号を生成します。この方法の利点は、機器が比較的耐久性があり、長期測定によく使用されることです。気象観測で使用される3カップ風速計も同じ原理を使用しています。欠点は、感度がわずかに異なることです。