風速計の原理は何ですか？

風速計の原理は何ですか？

風速計は、風速を測定するために使用される機器です。 多くの種類があります。 カップ型風速計は、気象観測所で一般的に使用されています。

これは、サポートに 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。

センシング部分全体が垂直回転軸に取り付けられています。 風の作用で、風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、流体の中に細い金属線を入れ、電流で加熱して流体の温度よりも高くすることです。 このため、風速計は「熱線」と呼ばれます。

流体がワイヤを通って垂直方向に流れると、ワイヤから熱の一部が取り除かれ、ワイヤの温度が低下します。

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。

標準的な熱線プローブは、短い細いワイヤーでピンと張った 2 つのサポートで構成されています。 金属線は通常、プラチナ、ロジウム、タングステン、およびその他の金属で、融点が高く延性に優れています。

一般的に使用される線径は 5μm、長さは 2mm です。 小さなプローブの直径はわずか 1 μm で、長さは 0.2 mm 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。

強度を向上させるために、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、通常、金属フィルムの層が断熱基板に吹き付けられます。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。 静的キャリブレーションは、特別な標準風洞で実行されます。

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。

動的キャリブレーションは、既知の脈動流場で実行されるか、風速計の加熱ループに追加されます。

脈動電気信号は、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して改善することができます。