風速計の原理の紹介

風速計の原理の紹介

風速計は風速を測定するために使用される計器です。 たくさんの種類があります。 一般的に使用される気象観測所はウィンドカップ風速計です。

これは、ブラケット上で 120 度で互いに固定された 3 つの放物線円錐形の空のカップで構成されています。

センシング部全体が垂直回転軸上に設置されています。 風の作用により、ウインドカップは風速に比例した速度で軸の周りを回転します。

風速計の基本原理は、細い金属ワイヤーを流体の中に置き、電流でワイヤーを加熱して流体の温度よりも高くすることです。 したがって、風速計は「ホットライン」と呼ばれます。

流体が金属ワイヤーの中を垂直方向に流れると、ワイヤーから熱の一部が奪われ、ワイヤーの温度が下がります。

強制対流熱伝達の理論によれば、熱線の熱損失 Q と流体の速度 v の間には関係があると推測できます。

標準の熱線プローブには、短い細いワイヤで締め付けられる 2 つのブラケットが含まれています。 金属ワイヤは通常、プラチナ、ロジウム、タングステン、および融点が高く延性に優れたその他の金属でできています。

一般的に使用される線径は5μmです。 長さは2mmです。 小さなプローブの直径はわずか1μmです。 長さは0.2mmです。 さまざまな目的に応じて、熱線プローブは二重、三重、斜め、V 字型、X 字型などにすることもできます。

強度を向上させるために、金属線の代わりに金属膜が使用されることもあり、通常、絶縁基​​板上に金属膜を溶射する方法があり、これをホットフィルムプローブと呼びます。

熱線プローブは使用前に校正する必要があります。 静的校正は特別な標準風洞で行われます。

流量と出力電圧の関係を測定し、標準曲線としてプロットします。

動的校正は、既知の脈動流場で実行されるか、風速計の加熱回路に追加されます。

パルス電気信号は、熱線風速計の周波数応答を検証するために使用されます。 周波数応答が良くない場合は、対応する補償回路を使用することで改善できます。