風速計の原理と使用上の問題点
風速計の基本原理は、細い金属線を流体内に配置し、電流を流して金属線を加熱し、その温度を流体の温度よりも高くすることです。そのため、金属線風速計は「」と呼ばれます。流体が金属線を垂直方向に流れると、金属線から熱の一部が奪われ、金属線の温度が低下します。強制対流熱交換の理論によれば、失われた熱量 Q と流体の速度 v の関係を導き出すことができます。標準的なプローブは、図 2.1 に示すように、短く細い金属線を伸ばす 2 つのブラケットで構成されています。金属線は通常、白金、ロジウム、タングステンなどの融点が高く、延性に優れた金属で作られています。一般的に使用されるワイヤの直径は 5μm、長さは 2mm です。最小のプローブの直径はわずか 1μm、長さは 0.2mm です。
プローブは、用途に応じて、二重線、三重線、斜め線、V字型、X字型などにも作られます。強度を高めるために、金属線の代わりに金属フィルムが使用されることもあります。通常、薄い金属フィルムが断熱基板にスプレーされており、これはホットフィルムプローブと呼ばれます。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実行され、流速と出力電圧の関係が測定され、標準曲線に描画されます。動的校正は、既知の脈動流場で、または風速計に加熱回路を追加することによって実行されます。最後の脈動電気信号を使用して、風速計の周波数応答を確認します。周波数応答が良くない場合は、対応する補償回路を使用して改善できます。
{{0}} ～ 100m/s の流速測定範囲は、低速: 0 ～ 5m/s、中速: 5 ～ 40m/s、高速: 40 ～ 100m/s の 3 つのセクションに分けられます。風速計の熱プローブは 0 ～ 5m/s の測定に使用され、風速計のホイール プローブは 5 ～ 40m/s の流量測定に最適です。ピトー管は高速範囲で最良の結果を得るために使用されます。風速計の流速プローブを正しく選択するための追加の基準は温度です。通常、風速計の熱センサーの動作温度は約 +-70C です。特殊な風速計のホイール プローブは 350C に達することがあります。ピトー管は +350C 以上で使用されます。
