速度計とは

速度計は、流体と気体の速度を測定するために使用されるデバイスです。 速度計の中には、流体に浮遊している粒子の動きを測定するものと、レーザーからの反射光のみを使用するものがあります。 流体と気体の速度の研究は速度測定と呼ばれます。

速度計を使用して、2種類の流体力学を測定できます。 「流れ場のラグランジュ仕様」とは、粒子が流体に落下し、その動きが観察される場合です。 これは、海流によって運ばれているスティックや渦に巻き込まれているのを見るのに似ています。 「流れ場のオイラー仕様」は、一定期間にわたって流れの特定のポイントを観察します。 これは、土手に座って川の曲がり角を眺めるのに似ています。

粒子速度測定は、粒子が水に導入され、その速度が測定される場合です。 粒子は、水や油の小さな液滴、または金属とガラスのペレットである可能性があります。 速度計は、ストリーム内の動きのある時点で粒子の写真を撮ることにより、これらの粒子の速度を測定します。 その後、しばらくして別の写真が撮影されます。 2枚の写真を比較し、流体の全体的な速度を決定します。

粒子の写真を撮るのに使用される「カメラ」はレーザービームです。 短いフラッシュを作成するために、2つのレンズがビームを平坦化および拡大してから、分析して2次元（2D）の画像を作成します。 粒子は高速で微視的であるため、レーザーが使用されます。 通常のカメラレンズは、動きを捉えるのに十分な速さで開閉できません。

別のタイプの速度計は、ドップラー速度計と呼ばれます。 このタイプの速度測定では、粒子ではなく光の反射が測定されます。 速度計は、たとえば、患者の動脈にレーザービームを向け、光が動いている血液で反射する方法により、技術者に血液の循環状態がわかります。 このタイプの測定は、観測者に対する波の周波数を測定することで光の速度を判断できるドップラー効果に由来します。

速度測定には多くの実用的な用途があります。 速度計は、燃焼エンジン、キルン、噴霧乾燥機、および化学処理プラントでのガスと流体の「渦」を測定できます。 機械内の流体の動きに関する知識は、設計者が摩耗や裂け目を計画し、システムの問題と全体的な実用性を診断するのに役立ちます。 レーザー速度計は非侵襲的であるため、医療処置の一部としても使用できます。