風速計用の感熱プローブの原理の紹介
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その温度を流体の温度より高くすることです。 したがって、金属線風速計は「熱線」と呼ばれます。 流体が金属ワイヤ内を垂直方向に流れると、ワイヤから熱の一部が奪われ、ワイヤの温度が低下します。 強制対流熱交換の理論によれば、熱線 Q と流体の速度 v の間には関係があることがわかります。 標準の熱線プローブは、短くて細い金属線で張られた 2 つのブラケットで構成されています。 金属ワイヤは通常、白金、ロジウム、タングステンなど、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線径は5μmです。 長さ2mm。 プローブ径はわずか1μmと小さい。 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線、三重線、斜め線、V字型、X字型などにすることもできます。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。図 2.2 に示すように、金属薄膜は通常、ホット フィルム プローブと呼ばれる断熱基板上にスプレーされます。 熱線プローブは使用前に校正する必要があります。 静的校正は専用の標準風洞で行われ、流速と出力電圧の関係を測定し、標準曲線を描きます。 動的校正は、既知の脈動流場で実行するか、または脈動電気信号を風速計の加熱回路に追加して熱線風速計の周波数応答を検証することによって実行されます。 周波数応答が悪い場合は、対応する補償回路を使用して改善できます。
{{0}}から100m/sまでの流速の測定範囲は、低速：0〜5m/s、速度：0〜5m/sの3つのセクションに分けることができます。 中速：5～40m/s。 高速：40～100m/s。 風速計の感熱プローブは、0 ～ 5m/s の測定に使用されます。 風速計の回転プローブは、5 ～ 40m/s の範囲の流速の測定に理想的な効果を発揮します。 ピトー管を使用することにより、高速域での結果が得られます。 風速計の流量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によって使用される温度は、約プラス -70C です。 特別に設計された風速計のロータープローブは 350℃ に達することがあります。 ピトー管はプラス 350℃ 以上の温度で使用されます。
風速計の感温プローブ
風速計の感熱プローブの動作原理は、低温衝撃空気流が感熱素子の熱を奪うことに基づいています。 調整スイッチの助けにより、温度は一定に保たれ、調整電流は流量に比例します。 乱流中で感熱プローブを使用すると、あらゆる方向からの気流が同時に感熱素子に影響を及ぼし、測定結果の精度に影響を与える可能性があります。 乱流中で測定する場合、熱式風速計の流速センサーの読み取り値が回転プローブの読み取り値よりも高くなることがよくあります。 上記の現象はパイプライン測定中に観察されることがあります。 パイプラインの乱流を管理するためのさまざまな設計によれば、乱流は低速でも発生する可能性があります。 したがって、風速計の測定プロセスはパイプラインの直線部分で実行する必要があります。 直線セクションの開始点は、測定点 × D (D= パイプライン直径、CM) の少なくとも 10 倍前にある必要があります。 終点は、測定点×位置 D の少なくとも 4 つ後でなければなりません。流体の断面には障害物があってはなりません。 (エッジ、オーバーハング、オブジェクトなど)
風速計の回転プローブの動作原理は、回転を電気信号に変換することに基づいています。 まず、近接感知開始を通過して、ロータリーホイールの回転を「カウント」し、一連のパルスを生成します。 次に、検出器によって変換および処理されて、速度値が取得されます。 風速計の大口径プローブ（60mm、100mm）は、中流量および小流量（パイプライン出口など）での乱流の測定に適しています。 風速計の小口径プローブは、探査ヘッドの断面積の 100 倍を超える断面積を持つ気流の測定に適しています。
