風速計のサーマルプローブの原理
風速計の基本原理は、細い金属線を流体の中に置き、電流を流して線を加熱し、流体の温度よりも高温にするものであるため、線式風速計は「熱線」と呼ばれます。 流体がワイヤ内を垂直方向に流れると、ワイヤの熱の一部が奪われ、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、ホットラインによって失われる熱 Q と流体の速度 v の間には関係があります。 標準の熱線プローブは、2 つのブラケット間に張られた短くて細いワイヤで構成されています。 金属ワイヤーは通常、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ワイヤーの直径は 5 μm、長さは 2 mm です。 小さなプローブの直径はわずか 1 μm、長さは 0.2 mm です。
目的に応じて、熱線プローブは二重線、三重線、斜め線、V字形、X字形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膜が使用される場合もあります。また、図 2.2 に示すように、通常は熱絶縁基板上に金属薄膜が溶射されます。これはホットフィルムプローブと呼ばれます。 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い、流速と出力電圧の関係を測定し、標準曲線を作成します。 動的校正は、既知の変動する流れ場、または風速計の加熱回路で実行されます。 最後の脈動電気信号を使用して熱線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することで改善できます。
{{0}}から100m/sまでの流速の測定範囲は、低速：0〜5m/s、流速：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。 風速計のサーマルプローブは 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 の流速の測定に最適です。 ピトー管を使用することで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の温度は約プラス-70℃です。 特別な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℃以上で使用されます。
風速計用サーマルプローブ
風速計の熱プローブの動作原理は、低温衝撃空気流が発熱体の熱を奪うことに基づいています。 温度を一定に保つための調整スイッチの助けにより、調整電流は流量に比例します。 乱流中でサーマル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サーマルエレメントに衝突し、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、熱式風速計流量センサーの指示値が回転プローブの指示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プロセスで観察されます。 管理されるパイプの乱流の設計によっては、低速でも乱流が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。 直線の始点は、測定点より少なくとも 10×D (D= パイプ直径 (CM)) 前にある必要があります。 終点は測定点の少なくとも 4×D 後方にある必要があります。 流れセクションはいかなる形でも妨げられてはなりません。 (角度、サスペンション、オブジェクトなど)
風速計の回転ホイール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、近接センサーを通過して回転ホイールの回転を「カウント」し、一連のパルスを生成します。その後、検出器によって変換されます。 速度値を取得します。 風速計の大口径プローブ（60mm、100mm）は、中・小流量の乱流（パイプラインの出口など）の測定に適しています。 風速計の小口径プローブは、パイプの断面積がプローブの断面積より 100 倍以上大きい場合の空気流の測定に適しています。
