一般的に使用される 3 つの風速計とそのソリューション
1. 熱式風速計
流速信号を電気信号に変換し、流体の温度や密度も測定できる速度測定器です。原理は、電気によって加熱される細い金属線 (熱線と呼ばれます) を気流の中に配置することです。空気流における熱線の放熱は流量に関係しており、熱放散により熱線の温度変化と抵抗変化が生じます。流量信号は電気信号に変換されます。 2 つの動作モードがあります: ① 定電流。熱線を流れる電流は一定であり、温度が変化すると熱線の抵抗が変化し、その結果両端の電圧が変化し、流量が測定されます。 ②恒温タイプ。ホットラインの温度は 150 度など一定に保たれ、必要な印加電流に基づいて流量を測定できます。定電流型よりも定温型の方が広く使われています。
熱線の長さは一般に0.5-2ミリメートルの範囲にあり、直径は1〜10マイクロメートルの範囲にあります。素材にはプラチナ、タングステン、プラチナロジウム合金が使用されています。金属ワイヤの代わりに非常に薄い (厚さ 0.1 ミクロン未満) 金属フィルムが使用される場合、それは熱膜風速計と呼ばれ、熱線と同様に機能しますが、主に液体の流速を測定するために使用されます。ホットラインは通常の単線式のほか、二重線式や三重線式を組み合わせて様々な方向の速度成分を測定することができます。ホットラインから出力された電気信号は、増幅、補償、デジタル化された後、コンピューターに入力されて測定精度が向上し、データの後処理プロセスが自動的に完了し、速度測定機能が拡張され、瞬時値と平均値、結合速度と部分速度、乱流強度、およびその他の乱流パラメーターを同時に測定できます。ピトー管と比較して、熱線風速計はプローブの体積が小さく、流れ場との干渉が少ないです。応答が速く、非定常流速の測定が可能。非常に低い速度 (1 秒あたり 0.3 メートルなど) を測定できるという利点があります。
乱流中で熱に敏感な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、熱式風速計流量センサーの読み取り値は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。パイプライン内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、測定点から少なくとも 10 × D (D= パイプ直径、CM 単位) 外側にある必要があります。終点は測定点から少なくとも 4 × D 後方にある必要があります。流体の断面には障害物（エッジ、オーバーハング、物体など）があってはなりません。-
2. インペラ風速計
風速計のインペラ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、近接検知ヘッドを通過してインペラの回転を「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。風速計の大きな直径のプローブ（60mm、100mm）は、中速から低速の乱流（パイプライン出口など）の測定に適しています。風速計の小さな直径のプローブは、プローブの 100 倍を超える断面積を持つパイプライン内の気流の測定に適しています。-
3. ピトー管風速計
18世紀にフランスの物理学者H.ピトーによって発明されました。単純なピトー管には、圧力誘導管として端に小さな穴のある金属製の細い管があり、フロー ビームの方向の流体の全圧を測定します。金属細管の前面付近の主管路壁から別の圧力管を引き出し、静圧を測定します。差圧計は2本の圧力配管に接続されており、測定された圧力が動圧となります。ベルヌーイの定理によれば、動圧力は流速の二乗に比例します。したがって、ピトー管を用いて流体の流速を測定することができる。構造改良を経て複合ピトー管、すなわちピトー静圧管となる。直角に曲げた二重管です。アウタースリーブとインナースリーブは密閉されており、アウタースリーブの周囲には小さな穴がいくつかあります。測定時はこのスリーブを測定管路の途中に挿入します。内側ケーシングの口はフロービームの方向を向いており、外側ケーシングの周囲の小穴の開口はフロービームの方向に対して垂直になっています。この時点で、内側と外側のケーシング間の圧力差を測定し、その時点での流体の流速を計算できます。ピトー管は、河川だけでなく、パイプラインや風洞内の流体の速度を測定するためによく使用されます。各セクションの流速を規定に従って測定すれば、それを統合してパイプライン内の流体の流量を測定することができます。ただし、流体に微量の粒子が含まれている場合、測定穴が詰まる可能性があるため、粒子を含まない流体の流量測定にのみ適しています。したがって、ピトー管は風速と流量の測定にも使用でき、これがピトー管風速計の原理です。
