JPS5830673A - 多角錐台型ピト−管型プロ−ブ - Google Patents
多角錐台型ピト−管型プロ−ブInfo
- Publication number
- JPS5830673A JPS5830673A JP12926481A JP12926481A JPS5830673A JP S5830673 A JPS5830673 A JP S5830673A JP 12926481 A JP12926481 A JP 12926481A JP 12926481 A JP12926481 A JP 12926481A JP S5830673 A JPS5830673 A JP S5830673A
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- JP
- Japan
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- pressure
- hole
- tube
- probe
- tip
- Prior art date
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- Granted
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/14—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid
- G01P5/16—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring differences of pressure in the fluid using Pitot tubes, e.g. Machmeter
- G01P5/165—Arrangements or constructions of Pitot tubes
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、３次元的な流れの場において、一点におけ
る気流の方向、速度の大きさおよび静圧を同時に測定で
きる三角錐台波の４孔ピトー管型プローブ（関す゛る〇 航空機やターボ機器等に働く空気力を知るためには、こ
れらの物体のまわりや後方の気流速度の大きさ、方向お
よび静圧などを測定しなければならない＠この場合、計
測器に要求される性能は、小皺で可動部分がなく、安定
性があることである。
る気流の方向、速度の大きさおよび静圧を同時に測定で
きる三角錐台波の４孔ピトー管型プローブ（関す゛る〇 航空機やターボ機器等に働く空気力を知るためには、こ
れらの物体のまわりや後方の気流速度の大きさ、方向お
よび静圧などを測定しなければならない＠この場合、計
測器に要求される性能は、小皺で可動部分がなく、安定
性があることである。
このような要求の一部をみえずものとして、従来、ピラ
ミッド蓋の５孔ピトー管瀝プローブ、または回転式非対
称楔瀝プｐ−プ等が用いられてきた。
ミッド蓋の５孔ピトー管瀝プローブ、または回転式非対
称楔瀝プｐ−プ等が用いられてきた。
ピラミッド型の５孔ピトー管雛プローブは、Ｗ２Ｂ図に
示すように四陶錨台型の頭部の中心に総圧孔（２０）を
、上下左右の斜面部に圧力孔（２１）（２白 （２２）
（２２’）を有し、頭部下流部のパイプ表面に垂直な静
圧孔（２３）を有している。このプループによって風向
、風速を測定する場合、風向の迎角は上下の圧力孔（２
１）（２白、偏角は左右の圧力孔（２２）（２２’）に
かかる圧力の差から求められる。しかし、風速を求める
ための動圧を正確に測定するには、プローブを気流方向
に向けなければならず、プローブを気流方向に自動的に
むける丸めの複雑な機構が必要とされたＯ その上、静圧孔（２３）は、パイプの外径に応じて総圧
孔（２０）から一定距離以上−す必要があるため、総圧
孔にかかる圧力と静圧孔にかかる圧力の差から求められ
る動圧は、プローブ頭部の値を示すものではなくなって
しまう０従って、測定される風速に誤差が伴うこととな
る。を九、プローブ後部に前述の複雑な機構が存在し、
これが測定対象としている流れの場を乱す郷、避は難い
欠点を持っている。
示すように四陶錨台型の頭部の中心に総圧孔（２０）を
、上下左右の斜面部に圧力孔（２１）（２白 （２２）
（２２’）を有し、頭部下流部のパイプ表面に垂直な静
圧孔（２３）を有している。このプループによって風向
、風速を測定する場合、風向の迎角は上下の圧力孔（２
１）（２白、偏角は左右の圧力孔（２２）（２２’）に
かかる圧力の差から求められる。しかし、風速を求める
ための動圧を正確に測定するには、プローブを気流方向
に向けなければならず、プローブを気流方向に自動的に
むける丸めの複雑な機構が必要とされたＯ その上、静圧孔（２３）は、パイプの外径に応じて総圧
孔（２０）から一定距離以上−す必要があるため、総圧
孔にかかる圧力と静圧孔にかかる圧力の差から求められ
る動圧は、プローブ頭部の値を示すものではなくなって
しまう０従って、測定される風速に誤差が伴うこととな
る。を九、プローブ後部に前述の複雑な機構が存在し、
これが測定対象としている流れの場を乱す郷、避は難い
欠点を持っている。
第９図に示すように２本の細いパイプ（２４）（２５）
を相互に接合し、先端部をグローブ軸＠２６に対して４
？と６０°に、非対称横面状に切除し、それぞれのパイ
プ先熾に圧力孔（２７）（２８）を形成させた非対称横
蓋プローブも使用されている。この非対称ｔｓｍプ四−
フープその軸線（２６）のまわりに所定の角度ずつ回転
させ、各角度位置にシける圧力を検出し、これら検出圧
力から一気流速度の大きさ、方向および静圧を同時に測
定処理するものであるが、プローブを所定の角度に回転
させるための回転駆動装置が必要である等の欠点があっ
た。
を相互に接合し、先端部をグローブ軸＠２６に対して４
？と６０°に、非対称横面状に切除し、それぞれのパイ
プ先熾に圧力孔（２７）（２８）を形成させた非対称横
蓋プローブも使用されている。この非対称ｔｓｍプ四−
フープその軸線（２６）のまわりに所定の角度ずつ回転
させ、各角度位置にシける圧力を検出し、これら検出圧
力から一気流速度の大きさ、方向および静圧を同時に測
定処理するものであるが、プローブを所定の角度に回転
させるための回転駆動装置が必要である等の欠点があっ
た。
本発明は、グローブの頭部を三角錐台形にし、４孔ピト
ー管飄プローブとすることによ４．リグローブをその軸
線のまわりに回転する必要もなく、プローブを気流方向
にむけるという複雑な操作も必要とせずに、三角錐台の
頂点に設けた迩蔽皺全圧管の圧力と、三角錐面上の孔の
圧力を検出し、簡単な計算処理によって三次元的な流れ
場の任意の位置の風向、風速および静圧を同時に測定で
きるプローブを得ようとするものである。
ー管飄プローブとすることによ４．リグローブをその軸
線のまわりに回転する必要もなく、プローブを気流方向
にむけるという複雑な操作も必要とせずに、三角錐台の
頂点に設けた迩蔽皺全圧管の圧力と、三角錐面上の孔の
圧力を検出し、簡単な計算処理によって三次元的な流れ
場の任意の位置の風向、風速および静圧を同時に測定で
きるプローブを得ようとするものである。
以下、図面を参照して詳細に説明する・８に１図ないし
第４図はこの発明の三角錐台渥４孔ピトー管瀝プローブ
の一実施例を示す。
第４図はこの発明の三角錐台渥４孔ピトー管瀝プローブ
の一実施例を示す。
グローブ先端部（ロ）は真鍮等の棒材の先端を軸（１）
に対して４？の三角錐台■に削成したものであり、頂点
には遮蔽製全圧管部（イ）が、各三角錐面上には圧力孔
（２＆） （２ｂ）（２Ｃ）が形成される。
に対して４？の三角錐台■に削成したものであり、頂点
には遮蔽製全圧管部（イ）が、各三角錐面上には圧力孔
（２＆） （２ｂ）（２Ｃ）が形成される。
遮蔽製全圧管部（イ）には導圧管（３′）が挿入固定さ
れ、各圧力孔（２ｍ）（２ｂ）（１’ｅ）にはそれぞれ
導圧管（４＋！Ｌ） （４ｂ＞ （４ｅ）が接続さ
れ、グローブ先端部（ロ）の後端には、これと同径の外
装管（５）が固定され、上記導圧管をその内に収納し、
その他端は取付軸（６）に固定される。
れ、各圧力孔（２ｍ）（２ｂ）（１’ｅ）にはそれぞれ
導圧管（４＋！Ｌ） （４ｂ＞ （４ｅ）が接続さ
れ、グローブ先端部（ロ）の後端には、これと同径の外
装管（５）が固定され、上記導圧管をその内に収納し、
その他端は取付軸（６）に固定される。
纏装置全圧管部（イ）は第３図、第４図に示すように、
三角錐台−頂点に設けた値蔽穴（７）の内＠に、穴１！
Ｄより小径の全圧管（３）を、鐘蔽穴（７）の先端から
、径りとＯ関係で定まる一定長りだけ入った位置に配設
固定する０迩蔽穴（７）の底端には遮蔽穴内Ｏ圧力を一
部分リークさせる分流孔（８１）（８ｂ）（８０）が設
けられ、プローブ先端部（ロ）の外周１１１ｍ上、三角
錨Ｏ稜線にそった位置に開口する。これＫよって、纏蔽
穴（））の先端部は、嬉蔽穴と全圧管（３）との間に形
成される環状の透き間と分流管（８１）（Ｑｂ）（８ｅ
）を経てプローブ先端部（ロ）の外周空間に連通される
。
三角錐台−頂点に設けた値蔽穴（７）の内＠に、穴１！
Ｄより小径の全圧管（３）を、鐘蔽穴（７）の先端から
、径りとＯ関係で定まる一定長りだけ入った位置に配設
固定する０迩蔽穴（７）の底端には遮蔽穴内Ｏ圧力を一
部分リークさせる分流孔（８１）（８ｂ）（８０）が設
けられ、プローブ先端部（ロ）の外周１１１ｍ上、三角
錨Ｏ稜線にそった位置に開口する。これＫよって、纏蔽
穴（））の先端部は、嬉蔽穴と全圧管（３）との間に形
成される環状の透き間と分流管（８１）（Ｑｂ）（８ｅ
）を経てプローブ先端部（ロ）の外周空間に連通される
。
先端部が圧力管（３）となる導圧管（３′）および圧力
孔（２１）（２ｂ）（２ｅ）Ｋ接続された導圧管（４ｍ
） （４ｂ） （４ｃ）の後端は、外装管（５）の
外へ導出されて圧力検出管（３′）（１０＆）（１０ｂ
）（１０１りを形成し、ビニール管等の中継管（９ｍ）
（９ｂ）（９ｃ）等が接続される〇 この発明の三角錐台渥ピトー管型プローブは次のように
使用される。
孔（２１）（２ｂ）（２ｅ）Ｋ接続された導圧管（４ｍ
） （４ｂ） （４ｃ）の後端は、外装管（５）の
外へ導出されて圧力検出管（３′）（１０＆）（１０ｂ
）（１０１りを形成し、ビニール管等の中継管（９ｍ）
（９ｂ）（９ｃ）等が接続される〇 この発明の三角錐台渥ピトー管型プローブは次のように
使用される。
プローブ（ハ）は取付軸（６）によって測定対象となる
三次元的流れ場の内に固定され、プローブ先端部（口′
）の中央部の全圧管（３）の圧力ＰＨ及び三角錐面上の
圧力孔（２１）（２ｂ）（２ｅ）の各圧力Ｐ１、Ｐ！、
Ｐ、が測定される。
三次元的流れ場の内に固定され、プローブ先端部（口′
）の中央部の全圧管（３）の圧力ＰＨ及び三角錐面上の
圧力孔（２１）（２ｂ）（２ｅ）の各圧力Ｐ１、Ｐ！、
Ｐ、が測定される。
そしてこれらの圧力ａと差圧量（ＰＩｒ−Ｐ＊）、（Ｐ
、Ｐ重）、 （ＰＨ−Ｐ墨）とから流れＯ速度ベクトル
Ｖと静圧Ｐ８とを求めることができる。
、Ｐ重）、 （ＰＨ−Ｐ墨）とから流れＯ速度ベクトル
Ｖと静圧Ｐ８とを求めることができる。
第５図に示すように、プローブ軸（１）をＸ軸に、とつ
九直角座標系を用いれば、その原点を通る速度ベクトル
Ｖは流速Ｖ、プローブ軸（１）すなわちＸ軸と速度ベク
トルｖｏｌｔ角ｒ、速度ベクトルＶＣ１ＹＺ面への正射
影と２軸とのなす角もとで懺わすことが出来る。ｑを凰
遮Ｖを算出するための動圧とすれば、上記の３つＱ差圧
量を用いて次の展開式が成立する。
九直角座標系を用いれば、その原点を通る速度ベクトル
Ｖは流速Ｖ、プローブ軸（１）すなわちＸ軸と速度ベク
トルｖｏｌｔ角ｒ、速度ベクトルＶＣ１ＹＺ面への正射
影と２軸とのなす角もとで懺わすことが出来る。ｑを凰
遮Ｖを算出するための動圧とすれば、上記の３つＱ差圧
量を用いて次の展開式が成立する。
（符＋笥ｒ十用）＋（珂＋珂γ十ｍ） ｃｏｓφ。＋（
Ｃ’ｆ＋Ｃ’ｔｒ＋−”）ｍ＋ｎ４ｏｍ （ＰＨ−ＰＫ
）／ｑ＝ （１）ただしＫ”１．２．３は三角錐面の各
圧力孔に対応する。
Ｃ’ｆ＋Ｃ’ｔｒ＋−”）ｍ＋ｎ４ｏｍ （ＰＨ−ＰＫ
）／ｑ＝ （１）ただしＫ”１．２．３は三角錐面の各
圧力孔に対応する。
ここで笥、ｑ、ｃｙ の各係数はあらかじめｑ、ｒ、
φ。を変化させて実験的に求めておく。
φ。を変化させて実験的に求めておく。
測定により差圧量（ＰヨーＰ８）が測定されれば、各係
数Ａｊ％ｗ、 （１があらかじめわかっているので、（
１）式を解くことによりｑ％ｒ、φ０が求まり速度ベク
トルＶを決定することが出来る。
数Ａｊ％ｗ、 （１があらかじめわかっているので、（
１）式を解くことによりｑ％ｒ、φ０が求まり速度ベク
トルＶを決定することが出来る。
また、この発明のプローブの全圧管（３）が検出し九全
圧値ＰＭ を標準ピトー管で一定した真の全圧値ＰＨ
Ｉとの比較を１１６図に示す・横軸はブロー、プ軸と速
度ベクトルとのなす角ｒｅあるが、この結果からｒが２
？＠置までは全圧管（３）の測定値ＰＭ は真の全圧値
ＰＨ０を示すとみてよいので、次の（１）式から簡単に
静圧Ｐ、が求め実験は、この発明のプローブを風胴にセ
ットし、風胴気流とプローブ軸とのなす角度ｒを設定し
、得られ九全圧値および差圧量から、上述の（１）式（
１１）式によって風速Ｖ。、風向ｒｍおよび静圧Ｐａｍ
を求め、これと別の標準ピトー静圧管で測定した風速ｖ
ｏ１靜圧静圧ｏおよびプロブ軸の設定角ｒｏとを比較し
た◎この実験結果を第７図に示す。
圧値ＰＭ を標準ピトー管で一定した真の全圧値ＰＨ
Ｉとの比較を１１６図に示す・横軸はブロー、プ軸と速
度ベクトルとのなす角ｒｅあるが、この結果からｒが２
？＠置までは全圧管（３）の測定値ＰＭ は真の全圧値
ＰＨ０を示すとみてよいので、次の（１）式から簡単に
静圧Ｐ、が求め実験は、この発明のプローブを風胴にセ
ットし、風胴気流とプローブ軸とのなす角度ｒを設定し
、得られ九全圧値および差圧量から、上述の（１）式（
１１）式によって風速Ｖ。、風向ｒｍおよび静圧Ｐａｍ
を求め、これと別の標準ピトー静圧管で測定した風速ｖ
ｏ１靜圧静圧ｏおよびプロブ軸の設定角ｒｏとを比較し
た◎この実験結果を第７図に示す。
図において、横軸にはプローブの設定角ｒ。
を、縦軸にはそれぞれ速度比（！々）、角度差（ｒｍｒ
Ｏ）および静圧差（Ｐｌｍ −ＰｌＧ ）をとった・い
ずれも、γが２０程ＷＬｔでは測定に何の問題もないこ
とが示されている・ なお、履蔽穴（７）の口径ＤＫ対し、全圧管（３）の凹
設距離りを変化させることにより、真の全圧値の捕捉範
囲が変化するので、真の全圧値を捕捉できる角［ｒの範
囲を広くするにけ凹設距ｌＩＬを適切に選ぶことが重要
である。
Ｏ）および静圧差（Ｐｌｍ −ＰｌＧ ）をとった・い
ずれも、γが２０程ＷＬｔでは測定に何の問題もないこ
とが示されている・ なお、履蔽穴（７）の口径ＤＫ対し、全圧管（３）の凹
設距離りを変化させることにより、真の全圧値の捕捉範
囲が変化するので、真の全圧値を捕捉できる角［ｒの範
囲を広くするにけ凹設距ｌＩＬを適切に選ぶことが重要
である。
また、三角錐台のプローブ軸（１）に対する角度によっ
て風向の測定範囲が変化するので、上記の全圧値の捕捉
間８ｒに応じて、三角錐面の角度を選ぶことが必要とな
る〇 この発明の三角錐台１１４孔ピトー管蓋プａ −プは、
上記の構成によって次のような顕著な効果を有する。
て風向の測定範囲が変化するので、上記の全圧値の捕捉
間８ｒに応じて、三角錐面の角度を選ぶことが必要とな
る〇 この発明の三角錐台１１４孔ピトー管蓋プａ −プは、
上記の構成によって次のような顕著な効果を有する。
ｌ）従来のプローブのように、移動、回転等の操作のた
めの複雑な駆動機構が不要で、信頼性が高い上、コスト
が低減する０ ２） 測定が同時測定である上、プローブ先端部に測定
点が集中しているので、三次元的な流れの場の任意の一
点の速度ベクトル、静圧の情報が瞬時に得られる・ ３） プローブの構造自体も、四角錐台ｉｍｓ孔ピトー
管溢プローブに比し、むしろ簡単になっており、その測
定値から簡単な計算によって速度ベクトル、静圧の情報
が得られる。
めの複雑な駆動機構が不要で、信頼性が高い上、コスト
が低減する０ ２） 測定が同時測定である上、プローブ先端部に測定
点が集中しているので、三次元的な流れの場の任意の一
点の速度ベクトル、静圧の情報が瞬時に得られる・ ３） プローブの構造自体も、四角錐台ｉｍｓ孔ピトー
管溢プローブに比し、むしろ簡単になっており、その測
定値から簡単な計算によって速度ベクトル、静圧の情報
が得られる。
第１図はこの発明の三角錐台ａ１４孔ピトー管濠プ四−
プの１実施例の一部欠損斜視図、嬉２図は同プローブの
正面図、第３図はプローブ先端部の拡大断面図、第４図
は同じく先端部の正面図、第５図はデータ解析法の説明
図、第６図、第７図はこの発明のプローブの測定結果を
示す比較特性データのグラフ、１ｌＦ８図は公知の５孔
ピトー管飄グローブの正面図および儒面図、第９図は公
知の回転式非対称ｖｓｍプローブの斜視図であり、図中
の符号はそれぞれ １ニブロープ軸 ２：圧力孔 ３：全圧管５：外装管
６：取付軸 ７：ｍ蔽大 ８：分流孔 ３′、１０：圧
力検出管 ２０：Ｉ！正圧孔１．２２．２７．２８：圧
力孔 ２６：軸線を示す。 特許出願人 航空宇宙技術研究所長 筒 崎 俊 夫 第２図 １１３図 第６図 Ｐｓｍ −Ｐｓｏ（ｒｒｒｎＡｑ １ ２＋ 筑７図 第８図 ％
プの１実施例の一部欠損斜視図、嬉２図は同プローブの
正面図、第３図はプローブ先端部の拡大断面図、第４図
は同じく先端部の正面図、第５図はデータ解析法の説明
図、第６図、第７図はこの発明のプローブの測定結果を
示す比較特性データのグラフ、１ｌＦ８図は公知の５孔
ピトー管飄グローブの正面図および儒面図、第９図は公
知の回転式非対称ｖｓｍプローブの斜視図であり、図中
の符号はそれぞれ １ニブロープ軸 ２：圧力孔 ３：全圧管５：外装管
６：取付軸 ７：ｍ蔽大 ８：分流孔 ３′、１０：圧
力検出管 ２０：Ｉ！正圧孔１．２２．２７．２８：圧
力孔 ２６：軸線を示す。 特許出願人 航空宇宙技術研究所長 筒 崎 俊 夫 第２図 １１３図 第６図 Ｐｓｍ −Ｐｓｏ（ｒｒｒｎＡｑ １ ２＋ 筑７図 第８図 ％
Claims (1)
- 先端部が三角錐台−をなし、諌台臘頂点部に纏蔽腫食圧
管を設け、各三角錐面上にそれぞれ圧力孔を配設し、上
記鐘蔽麿全圧管の受ける圧力と、三角錐面上の圧力孔の
受けゐ圧力とから流れの速度ベクトルと静圧とを決定す
る三角錐台ｌ１４孔ピトー管履グローブ
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12926481A JPS5830673A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多角錐台型ピト−管型プロ−ブ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12926481A JPS5830673A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多角錐台型ピト−管型プロ−ブ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5830673A true JPS5830673A (ja) | 1983-02-23 |
| JPS634666B2 JPS634666B2 (ja) | 1988-01-29 |
Family
ID=15005269
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12926481A Granted JPS5830673A (ja) | 1981-08-18 | 1981-08-18 | 多角錐台型ピト−管型プロ−ブ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5830673A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0395671A1 (en) * | 1987-08-27 | 1990-11-07 | Rosemount Inc | COMPACT ATMOSPHERIC DATA SENSOR. |
| EP0409178A2 (de) * | 1989-07-18 | 1991-01-23 | Nord-Micro, Elektronik Feinmechanik Ag | Sonde und Verfahren zum Messen der Relativgeschwindigkeit einer transsonisch oder mit Ultraschall anströmenden Luft- oder Gasströmung |
| EP1103803A2 (en) * | 1998-07-06 | 2001-05-30 | TSENTRALNY AEROGIDRODINAMICHESKY INSTITUT IM. Prof. N.E. ZHUKOVSKOGO | Air-pressure sensor |
| JP2009509852A (ja) * | 2005-09-27 | 2009-03-12 | エアバス フランス | 航空機用気流気圧傾斜計測パラメータ監視システム |
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| KR101093634B1 (ko) * | 2010-04-15 | 2011-12-15 | 한국해양연구원 | 2차원 속도성분의 선별적 계측을 위한 3공 피토 튜브 |
| KR101240675B1 (ko) * | 2011-03-23 | 2013-03-11 | 한국해양과학기술원 | 2차원 속도성분의 선별적 계측을 위한 3공 피토 튜브의 제작방법 |
| JP2016080552A (ja) * | 2014-10-18 | 2016-05-16 | シスメット株式会社 | 気象情報通知システム |
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| CN111856072A (zh) * | 2020-07-29 | 2020-10-30 | 中国汽车工程研究院股份有限公司 | 一种气流速度计算方法、系统、设备及一种存储介质 |
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| JPS5486174U (ja) * | 1977-11-29 | 1979-06-18 |
-
1981
- 1981-08-18 JP JP12926481A patent/JPS5830673A/ja active Granted
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