JPH0645892Y2 - Fluid measurement probe - Google Patents
Fluid measurement probeInfo
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- JPH0645892Y2 JPH0645892Y2 JP5366791U JP5366791U JPH0645892Y2 JP H0645892 Y2 JPH0645892 Y2 JP H0645892Y2 JP 5366791 U JP5366791 U JP 5366791U JP 5366791 U JP5366791 U JP 5366791U JP H0645892 Y2 JPH0645892 Y2 JP H0645892Y2
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- Japan
- Prior art keywords
- fluid
- probe
- sensor element
- support
- mounting base
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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Landscapes
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本考案は、流体測定用プローブに
係わり、更に詳しくは流体実験において供試体表面に取
付けて流体速度若しくは流体温度を測定するための流体
測定用プローブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a probe for measuring fluid, and more particularly to a probe for measuring fluid which is attached to the surface of a sample in fluid experiments to measure fluid velocity or fluid temperature.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、流体測定用プローブ、例えば流体
速度測定用プローブは、本出願人の先願に係る特開平２
−110322号公報にて開示されている。それによれば、円
筒状の基台の先端に内部中空の支持体を取付け、該基台
及び支持体の中空部に配設し、且つ先端を支持体から若
干突出させた配線材に、ゲルマニウム単結晶の小片で形
成したセンサ素子を被覆部材で外被したプローブヘッド
を固定した構造のものであり、前記基台の長さ方向基端
には、センサ素子にリード線、配線材を介して電気的に
接続された端子を有している。2. Description of the Related Art Conventionally, a probe for measuring a fluid, for example, a probe for measuring a fluid velocity has been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 2 (1994) filed by the applicant.
-110322 publication. According to the document, a hollow support is attached to the tip of a cylindrical base, the base and the hollow of the support are arranged, and the germanium single layer is attached to the wiring material with the tip slightly protruding from the support. A sensor element formed of a small piece of crystal has a structure in which a probe head is covered with a covering member and fixed, and the sensor element is electrically connected via a lead wire and a wiring member to the base end in the longitudinal direction of the base. Have terminals electrically connected to each other.
【０００３】そして、風洞実験においては、三次元的に
位置設定可能なアームを有するトラバース装置の該アー
ムに、１個又は複数個の前記プローブの基台を取付けて
流体の速度を測定するのである。通常、この種の風洞実
験では、風洞装置内に供試体を置き、前記プローブのヘ
ッドを供試体の表面から所定距離に設定し、該供試体の
表層部の流体速度を測定している。そして、前記アーム
を順次移動させて多数ポイントの流体速度を測定してい
るのが現状である。In a wind tunnel experiment, the velocity of a fluid is measured by attaching one or a plurality of probe bases to the arm of a traverse device having a three-dimensionally positionable arm. . Usually, in this type of wind tunnel experiment, a specimen is placed in a wind tunnel apparatus, the head of the probe is set at a predetermined distance from the surface of the specimen, and the fluid velocity of the surface layer of the specimen is measured. The current situation is to measure the fluid velocities at multiple points by sequentially moving the arm.
【０００４】しかし、従来構造の流体速度測定用プロー
ブを用いる限り、トラバース装置のアームに複数個のプ
ローブを取付けたとしても、複雑な形状の供試体の多数
ポイントを全て測定するには、長時間を要するのであ
る。測定に長時間を要することは、実験効率の観点から
好ましくないばかりでなく、実験環境が変化する恐れも
あり、実験精度の観点からも好ましいとは言えないので
ある。また、従来構造の流体速度測定用プローブは、支
持体が剛性を有するので、プローブヘッドが供試体等の
物に当たった場合には、破損することがしばしば発生し
ていた。However, as long as the fluid velocity measuring probe having the conventional structure is used, even if a plurality of probes are attached to the arm of the traverse device, it takes a long time to measure all the points of the specimen having a complicated shape. Is required. Not only is it not preferable from the viewpoint of experimental efficiency that the measurement takes a long time, but also the experimental environment may change, which is not preferable from the viewpoint of experimental accuracy. Further, in the conventional probe for fluid velocity measurement, since the support has rigidity, when the probe head hits an object such as a sample, it is often broken.
【０００５】尚、多数ポイントを同時に測定する目的
で、複数台のトラバース装置を設置することは、風洞内
のスペースの制約があり、また当然コスト高となり、更
には流体の流れを大きく乱すことになり、現実的ではな
いのである。It should be noted that installing a plurality of traverse devices for the purpose of measuring a large number of points at the same time limits the space in the wind tunnel, naturally raises the cost, and further disturbs the fluid flow greatly. It is not realistic.
【０００６】[0006]
【考案が解決しようとする課題】本考案は前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、流体実験において供
試体の表層部の多数ポイントの流体速度等を同時に測定
可能とすべく、従来のトラバース装置によらないで直接
供試体の表面に取付けて使用することができ、しかも支
持体に弾力復元性を持たせてプローブヘッドに物が当た
っても破損しないようになした流体測定用プローブを提
供する点にある。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned situation, the present invention is to solve the problems in the prior art in order to be able to simultaneously measure the fluid velocities and the like at multiple points on the surface layer portion of the specimen in a fluid experiment. A fluid measurement probe that can be attached directly to the surface of the sample without using a traverse device and can be used, and has a support that has elastic resilience to prevent damage even if an object hits the probe head. It is in the point of providing.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本考案は、前述の課題解
決のために、底面に接着層を形成した断熱性を有する略
円錐台形状の取付台の上端中心に、弾力復元性を有する
少なくとも２本の導電線を隔離して合成樹脂で被覆した
支持体を垂設するとともに、該支持体の先端にセンサ素
子を被覆部材で外被したプローブヘッドを固定し、更に
該プローブヘッド内と前記支持体内に前記導電線の端部
をそれぞれ延長埋設し、且つ導電線の先端とセンサ素子
をリード線で接続するとともに、基端に接続した被覆線
を前記取付台から導出してなる流体測定用プローブを構
成した。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has at least elastic resilience at the center of the upper end of a heat-insulating, generally frustoconical mounting base having an adhesive layer formed on its bottom surface. A support body, which separates the two conductive wires from each other and is coated with a synthetic resin, is provided vertically, and a probe head having a sensor element covered with a coating member is fixed to the tip of the support body. For fluid measurement in which the ends of the conductive wires are embedded in the support body, and the tip of the conductive wires and the sensor element are connected by lead wires, and the covered wire connected to the base end is led out from the mounting base. Configured the probe.
【０００８】また、前記支持体として、リン青銅製の２
本の導電線を熱硬化性合成樹脂で円柱状に被覆した支持
体を用い、更にその基部を取付台に固定した金属細管で
外被することが好ましい。As the support, a phosphor bronze 2 is used.
It is preferable to use a support body in which the conductive wire of this book is coated with a thermosetting synthetic resin in a columnar shape, and further to cover the base portion thereof with a metal thin tube fixed to a mounting base.
【０００９】そして、前記センサ素子として、ゲルマニ
ウム単結晶半導体の小片で形成した流体速度測定用のセ
ンサ素子や、流体温度測定用のサーミスタ温度センサ素
子を用いるのである。As the sensor element, a sensor element for measuring a fluid velocity formed of a small piece of germanium single crystal semiconductor or a thermistor temperature sensor element for measuring a fluid temperature is used.
【００１０】[0010]
【作用】以上の如き内容からなる本考案の流体測定用プ
ローブは、取付台の底面に形成した接着層を利用して供
試体の表面に接着して取付け、該取付台から垂設した支
持体の先端に固定したプローブヘッドを供試体表面から
所定距離に設定して、その位置での流体の諸量、例えば
流体速度や流体温度を測定するために用いるものであ
り、また同時に多数ポイントを測定する場合には、多数
の流体測定用プローブを前記同様に供試体に取付けると
ともに、供試体表面からの距離の異なった位置での測定
をするためには、支持体の長さの異なるものを複数種用
意しておけばよいのである。また、支持体は弾力性を有
するので、プローブヘッドが不意に物に当たっても支持
体が湾曲してその衝撃力を吸収し、支持体及びプローブ
ヘッドが損傷することはないのであり、そしてその弾力
復元性によって元の形状に復元するのである。そして、
取付台が断熱性を有しているので、供試体とプローブヘ
ッドとの熱伝達を遮断し、正確な測定が行えるととも
に、その形状を略円錐台となしているので、この取付台
による流体の乱れを最小限に抑制している。The fluid measuring probe of the present invention having the above-mentioned contents is attached to the surface of the test piece by using the adhesive layer formed on the bottom surface of the mounting base, and is mounted vertically from the mounting base. It is used to measure the amount of fluid at that position, such as the fluid velocity and fluid temperature, by setting the probe head fixed to the tip of the probe at a predetermined distance from the surface of the sample, and simultaneously measuring multiple points. In this case, many fluid measuring probes should be attached to the specimen in the same manner as above, and in order to measure at different distances from the specimen surface, multiple supports with different lengths should be used. You just have to prepare the seeds. In addition, since the support has elasticity, even if the probe head suddenly hits an object, the support bends and absorbs the impact force, and the support and the probe head are not damaged, and the elasticity is restored. It is restored to its original shape depending on the nature. And
Since the mounting base has a heat insulating property, the heat transfer between the specimen and the probe head is blocked, and accurate measurement can be performed. Disturbance is suppressed to a minimum.
【００１１】また、前記支持体として、リン青銅製の２
本の導電線を熱硬化性合成樹脂で円柱状に被覆した支持
体を用いた場合には、その弾力復元性に優れ、更に支持
体の基部を取付台に固定した金属細管で外被したことに
より、支持体の弾力復元性を備えるとともに、強度の向
上が図れるのである。Further, as the support, 2 made of phosphor bronze is used.
When using a support in which the conductive wire of this book is coated in a cylindrical shape with a thermosetting synthetic resin, it has excellent resilience, and the base of the support is covered with a metal thin tube fixed to a mounting base. Thus, the elasticity of the support can be restored and the strength can be improved.
【００１２】そして、前記センサ素子として、ゲルマニ
ウム単結晶半導体の小片で形成した流体速度測定用のセ
ンサ素子を用いた場合、該センサ素子に電圧を印加する
と、センサ素子は発熱するが、流体がプローブヘッドに
接触することによりその速度に応じた熱量が放熱される
現象を利用し、温度を一定に保持する電圧又は温度変化
によって生じる抵抗値の変化を、電圧、電流又は電力に
変換し、これに基づいて流体速度を測定するものであ
る。また、流体温度測定用のサーミスタ温度センサ素子
を用いた場合には、常法どおり温度の測定が可能とな
る。When a sensor element for fluid velocity measurement formed of a small piece of germanium single crystal semiconductor is used as the sensor element, when a voltage is applied to the sensor element, the sensor element generates heat, but the fluid is probed. By utilizing the phenomenon that the amount of heat corresponding to the speed is radiated by contacting the head, the change in the resistance value caused by the voltage or temperature change that keeps the temperature constant is converted into voltage, current or power. Based on this, the fluid velocity is measured. Further, when the thermistor temperature sensor element for measuring the fluid temperature is used, the temperature can be measured in the usual manner.
【００１３】[0013]
【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
考案の詳細を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be further described in detail with reference to the embodiments shown in the accompanying drawings.
【００１４】図１は、本考案の流体測定用プローブＰの
第１実施例を示し、図中１は取付台、２は支持体、３は
プローブヘッドをそれぞれ示している。本考案の流体測
定用プローブＰは、取付台１の中心に支持体２を垂設
し、その上端にプローブヘッド３を固定した構造を有
し、該取付台１を供試体Ａの表面に取付けて、その表面
から所定距離での流体の諸量、特に速度を測定するもの
である。FIG. 1 shows a first embodiment of a fluid measuring probe P of the present invention, in which 1 is a mount, 2 is a support, and 3 is a probe head. The fluid measuring probe P of the present invention has a structure in which a support 2 is hung vertically in the center of a mounting base 1 and a probe head 3 is fixed to the upper end of the mounting base 1. The mounting base 1 is mounted on the surface of a sample A. Then, it measures various amounts of the fluid at a predetermined distance from the surface, particularly the velocity.
【００１５】前記取付台１は、全体の形状を略円錐台形
状となしたもので、本実施例では真鍮製で円錐台形状に
形成した基台４の中心に上下に貫通した空洞部５を形成
し、その下面に合成樹脂製の断熱板６を固着し、更に該
断熱板６の底面に両面接着シートの一面を剥がして接着
して接着層７を形成し、そして支持体２を前記空洞部５
の上部中心に垂設した状態で該空洞部５内にエポキシ樹
脂等の熱硬化性合成樹脂を充填して硬化させ、支持体２
の固定部８を形成したものである。また、前記基台４と
固定部８の上面にはその表面が流線型となるように、樹
脂モールド層９を形成することが好ましく、この樹脂モ
ールド層９は前記固定部８と一体で形成してもよいので
ある。勿論、この樹脂モールド層９は省略することがで
きる。また、前記基台４若しくは断熱板６に、後述の被
覆線を空洞部５から側部に導出するための通孔10を形成
している。ここで、取付台１の寸法は、底面の直径10ｍ
ｍ、高さ５ｍｍに設定し、底面に対する基台４の斜面の
角度を30°〜45°に設定している。The mounting base 1 has a substantially truncated cone shape as a whole, and in this embodiment, a hollow portion 5 vertically penetrating the center of a truncated cone base 4 made of brass. A heat insulating plate 6 made of synthetic resin is fixed to the bottom surface of the double-sided adhesive sheet, and one surface of the double-sided adhesive sheet is peeled off and adhered to the bottom surface of the heat insulating plate 6 to form an adhesive layer 7. Part 5
A thermosetting synthetic resin such as an epoxy resin is filled into the hollow portion 5 in a state of being hung at the center of the upper part of the support and cured to form a support 2
The fixed part 8 is formed. Further, it is preferable to form a resin mold layer 9 on the upper surfaces of the base 4 and the fixing portion 8 so that the surfaces thereof are streamlined. The resin mold layer 9 is formed integrally with the fixing portion 8. Is good. Of course, this resin mold layer 9 can be omitted. Further, the base 4 or the heat insulating plate 6 is formed with a through hole 10 for leading a covered wire, which will be described later, from the cavity 5 to the side. Here, the size of the mounting base 1 is 10 m in diameter of the bottom surface.
The height of the base 4 is set to 30 ° to 45 °.
【００１６】前記支持体２は、弾力復元性に優れたリン
青銅製の導電線11を少なくとも２本以上、本実施例では
２本を隔離してエポキシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂から
なる絶縁体12で被覆し、外形を円柱状に形成したもので
あり、上下端には導電線11，11を露出させたものであ
る。この導電線11の両端の露出部はそれぞれ取付台１と
プローブヘッド３に埋設される。前記導電線11の本数
は、プローブヘッド３に埋設する後述のセンサ素子に応
じて決定されるもので、通常は２本あれば十分である。
このように支持体２を構成することによって、該支持体
２は曲げに対して弾力復元性に優れたものとなすことが
可能である。また、本考案で用いるリン青銅は、銅約94
％、錫約６％に少量のリンを加えた材料を使用してい
る。そして、直径0.15ｍｍの導電線11，11を絶縁体12で
被覆して外径を0.8 ｍｍの支持体２となしている。The support 2 is made of a thermosetting synthetic resin such as an epoxy resin by separating at least two or more conductive wires 11 made of phosphor bronze, which are excellent in elastic restoring property, in the present embodiment, two conductive wires 11 are separated from each other. It is formed by covering with a body 12 and forming a cylindrical outer shape, and the conductive wires 11 and 11 are exposed at the upper and lower ends. The exposed portions of both ends of the conductive wire 11 are embedded in the mount 1 and the probe head 3, respectively. The number of the conductive wires 11 is determined according to a sensor element (described later) embedded in the probe head 3, and normally two wires are sufficient.
By constructing the support body 2 in this way, the support body 2 can be made to have an excellent elastic resilience against bending. The phosphor bronze used in the present invention is approximately 94% copper.
%, Tin about 6% and a small amount of phosphorus added. The conductive wires 11, 11 having a diameter of 0.15 mm are covered with an insulator 12 to form a support 2 having an outer diameter of 0.8 mm.
【００１７】前記プローブヘッド３は、本実施例では熱
伝導率の高い金属製で直径2.5 ｍｍの球体に形成した被
覆部材13の内部に各種のセンサ素子14を絶縁埋設したも
のであり、該被覆部材13に形成した挿入孔15に、前記支
持体２の先端に露出した導電線11，11にセンサ素子14を
リード線16，16で接続保持した状態で、該センサ素子14
を内面から離して挿入し、そしてこの挿入孔15内にエポ
キシ樹脂等の熱硬化性合成樹脂からなる絶縁材17を充填
して硬化させ、センサ素子14の固定と同時に支持体２へ
の固定を行っている。ここで、前記支持体２を構成する
導電線11，11の先端部をプローブヘッド３内に埋設して
いるので、連結強度に優れている。尚、前記被覆部材13
の挿入孔15内に絶縁材17を充填する際に、内部に気泡が
残らないように、該挿入孔15の内奥に連通する微細な貫
通孔18を形成している。また、前記被覆部材13は、銅、
アルミニウム、ニッケル、金、銀等が採用されるが、コ
ストの点、加工性の点から銅、アルミニウム、ニッケル
を使用するのが好ましく、本実施例の球体の被覆部材13
には、表面を耐食性酸化皮膜を形成したアルミニウムを
使用している。In the present embodiment, the probe head 3 is made of a metal having a high thermal conductivity and is formed into a spherical body having a diameter of 2.5 mm, and various sensor elements 14 are insulated and buried inside the coating member 13. In the insertion hole 15 formed in the member 13, the sensor element 14 is connected and held by the lead wires 16 and 16 to the conductive wires 11 and 11 exposed at the tip of the support 2.
Is separated from the inner surface, and an insulating material 17 made of a thermosetting synthetic resin such as an epoxy resin is filled into the insertion hole 15 and cured to fix the sensor element 14 and the support 2 at the same time. Is going. Here, since the tip end portions of the conductive wires 11 and 11 forming the support body 2 are embedded in the probe head 3, the connection strength is excellent. The covering member 13
When the insulating material 17 is filled in the insertion hole 15, a fine through hole 18 communicating with the inner depth of the insertion hole 15 is formed so that no bubbles remain inside. Further, the covering member 13 is copper,
Aluminum, nickel, gold, silver, etc. are adopted, but from the viewpoint of cost and workability, it is preferable to use copper, aluminum, nickel, and the spherical covering member 13 of this embodiment.
For this, aluminum whose surface is formed with a corrosion resistant oxide film is used.
【００１８】このように、前記取付台１に支持体２を垂
設し、その先端にプローブヘッド３を固定するが、取付
台１に支持体２を固定する際に、該支持体２を構成する
導電線11，11の基端を空洞部５内に深く挿入し、その基
端に前記通孔10に挿通した被覆線19を接続した後、固定
部８を形成する熱硬化性合成樹脂を空洞部５内に充填す
るのである。このとき、合成樹脂の一部は前記通孔10内
に侵入し、通孔10を埋めるとともに、被覆線19を固定す
るのである。勿論、この被覆線19は、取付台１の底面に
貫通させて導出させてもよく、その場合には供試体Ａに
被覆線19を通す孔を形成する。As described above, the support 2 is hung on the mount 1 and the probe head 3 is fixed to the tip thereof. When the support 2 is fixed to the mount 1, the support 2 is constructed. After inserting the base ends of the conductive wires 11, 11 into the hollow portion 5 and connecting the covered wire 19 inserted into the through hole 10 to the base end, a thermosetting synthetic resin forming the fixing portion 8 is formed. The inside of the cavity 5 is filled. At this time, part of the synthetic resin penetrates into the through hole 10 to fill the through hole 10 and fix the covered wire 19. Of course, the covered wire 19 may be passed through the bottom surface of the mounting base 1 to be led out, and in that case, a hole through which the covered wire 19 is passed is formed in the sample A.
【００１９】また、本実施例では絶縁性を有する熱硬化
性合成樹脂としてエポキシ樹脂を例示したが、それ以外
にもシリコン樹脂、アニリン樹脂、フェノール樹脂、ポ
リエステル樹脂、ウレタン樹脂等の合成樹脂が採用でき
る。更に、熱可塑性合成樹脂も使用できる。例えば、熱
可塑性合成樹脂を使用して支持体２を形成する場合、通
常の被覆線の製造方法と同様な方法で、長尺の導電線1
1，11の周囲に絶縁体12を連続的に押出し成形し、それ
を所望長さに切断し、両端部の絶縁体12を剥がして導電
線11を露出させて、支持体２を形成するのである。Further, in the present embodiment, epoxy resin is exemplified as the thermosetting synthetic resin having insulation property, but other than that, synthetic resin such as silicone resin, aniline resin, phenol resin, polyester resin, urethane resin is adopted. it can. Furthermore, thermoplastic synthetic resins can also be used. For example, when the support 2 is formed by using a thermoplastic synthetic resin, the long conductive wire 1 is manufactured by the same method as the method for manufacturing a normal covered wire.
Since the insulator 12 is continuously extruded and molded around the circumferences of 1 and 11, the insulator 12 at both ends is peeled off to expose the conductive wire 11 to form the support 2. is there.
【００２０】そして、前記センサ素子14としては、ゲル
マニウム単結晶にガリウムを1014原子／ｃｍ3 程度ドー
プした半導体を使用し、それを0.3 ｍｍ×0.3 ｍｍ×1
ｍｍの略直方体に形成し、摂氏100 ℃で300 Ω程度の特
性を有するものである。このセンサ素子14を用いること
により、流体の速度の測定が可能となる。As the sensor element 14, a semiconductor obtained by doping germanium single crystal with about 10 14 atoms / cm 3 of gallium is used, and the semiconductor is 0.3 mm × 0.3 mm × 1.
It is formed into a substantially rectangular parallelepiped of mm and has a characteristic of about 300 Ω at 100 ° C. By using this sensor element 14, the velocity of the fluid can be measured.
【００２１】次に、図２に示した第２実施例は、前述の
第１実施例と略同じであるが、支持体２の基部を、取付
台１に固定したステンレス製の金属細管20で外被した構
造のものである。この金属細管20は、支持体２の基部に
外挿した状態で、取付台１の空洞部５内に挿入し、固定
部８の硬化と同時に該取付台１に固定するのである。こ
の金属細管20で支持体２の基部を外被することによっ
て、該支持体２の強度を高めるのであるが、該支持体２
の弾力復元性を損なわない程度の長さに設定する必要が
ある。その他の構成は第１実施例と同一であるので、同
一構成には同一符号を付して説明を省略する。Next, the second embodiment shown in FIG. 2 is substantially the same as the first embodiment described above, except that the base of the support 2 is a metal thin tube 20 made of stainless steel fixed to the mounting base 1. It has a jacketed structure. The thin metal tube 20 is inserted into the cavity 5 of the mounting base 1 in a state where it is externally mounted on the base of the support body 2 and is fixed to the mounting base 1 at the same time when the fixing portion 8 is cured. The strength of the support 2 is increased by covering the base of the support 2 with the metal thin tube 20.
It is necessary to set the length so as not to impair the resilience of the. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００２２】そして、図３に示した第３実施例は、前述
の第２実施例において、プローブヘッド３の構造のみが
異なるものであり、本実施例のプローブヘッド３は、熱
伝導率の高い金属製で外径１ｍｍ、長さ2.5 ｍｍの円筒
形の被覆部材13の内部に、センサ素子14を絶縁材17で埋
設固定したものである。本実施例では前記被覆部材13と
して、ニッケルを使用している。その他の構成は第１実
施例及び第２実施例と同一であるので、同一構成には同
一符号を付して説明を省略する。The third embodiment shown in FIG. 3 differs from the second embodiment described above only in the structure of the probe head 3, and the probe head 3 of this embodiment has a high thermal conductivity. A sensor element 14 is embedded and fixed in an insulating material 17 inside a cylindrical covering member 13 made of metal and having an outer diameter of 1 mm and a length of 2.5 mm. In this embodiment, nickel is used as the covering member 13. Since other configurations are the same as those of the first and second embodiments, the same configurations are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００２３】最後に、図４に示した第４実施例は、前述
の第１実施例において、プローブヘッド３の構造のみが
異なるものであり、本実施例のプローブヘッド３は、セ
ンサ素子14として、サーミスタ温度センサ素子を用い、
それを支持体２の導電線11，11にリード線16，16で接続
した状態で、それらを合成樹脂からなる被覆部材13で球
形に外被した構造を有する流体温度測定用の流体測定用
プローブＰである。この場合、センサ素子14を合成樹脂
で一体的に埋設する方法と、図１に示したように合成樹
脂で挿入孔15を有する球形の被覆部材13を形成してお
き、この挿入孔15にセンサ素子14を挿入した後、該挿入
孔15内に合成樹脂を充填して固結する方法とが採用でき
る。その他の構成は第１実施例と同一であるので、同一
構成には同一符号を付して説明を省略する。Finally, the fourth embodiment shown in FIG. 4 is different from the above-mentioned first embodiment only in the structure of the probe head 3, and the probe head 3 of this embodiment has a sensor element 14 as a sensor element 14. , Using thermistor temperature sensor element,
A fluid measuring probe for measuring a fluid temperature, which has a structure in which it is spherically covered with a covering member 13 made of a synthetic resin in a state in which it is connected to the conductive wires 11 and 11 of the support 2 by lead wires 16 and 16. P. In this case, a method of integrally embedding the sensor element 14 with a synthetic resin and a spherical covering member 13 having an insertion hole 15 made of a synthetic resin as shown in FIG. A method in which the element 14 is inserted and then the insertion hole 15 is filled with a synthetic resin and solidified can be adopted. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same components are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００２４】しかして、第１〜３実施例に示した流体速
度測定用プローブを用いて、流体速度を測定するには、
取付台１の底面に形成した接着層７表面の剥離シートを
剥がして、供試体Ａの表面に接着して取付ける。そし
て、流体温度が一定の場合には、図５に示したような測
定回路に前記被覆線19を接続する。即ち、電圧を30Ｖに
設定した電源21から400 Ωの抵抗22を介して直列接続し
たセンサ素子14に電圧を印加する。そして、センサ素子
14の端子間電圧Ｖを測定する。このとき、各流体温度と
速度に対する端子間電圧は、グラフ若しくはテーブルと
して予めデータ取りされており、このデータに基づき流
体速度に換算するのである。この流体速度測定用プロー
ブＰを、供試体Ａの表面に多数取付けることによって、
流体速度の分布も測定できる。一般の流体実験、例えば
風洞実験においては、風洞内の流体温度は至るところで
略一定であるので、流体の温度は風洞内の適所一ヶ所で
同時に測定すればよい。この温度測定には、例えば第４
実施例で示した１個の流体温度測定用プローブを供試体
Ａの適所に取付けることで行える。Therefore, in order to measure the fluid velocity using the fluid velocity measuring probes shown in the first to third embodiments,
The release sheet on the surface of the adhesive layer 7 formed on the bottom surface of the mounting base 1 is peeled off and adhered to the surface of the sample A to be mounted. Then, when the fluid temperature is constant, the covered wire 19 is connected to the measuring circuit as shown in FIG. That is, the voltage is applied to the sensor element 14 connected in series through the resistor 22 of 400 Ω from the power source 21 whose voltage is set to 30V. And the sensor element
Measure the voltage V across the 14 terminals. At this time, the inter-terminal voltage for each fluid temperature and velocity is preliminarily obtained as a graph or a table, and the fluid velocity is converted based on this data. By mounting a large number of the fluid velocity measuring probes P on the surface of the specimen A,
The distribution of fluid velocity can also be measured. In a general fluid experiment, for example, a wind tunnel experiment, the temperature of the fluid in the wind tunnel is almost constant everywhere, so the temperature of the fluid may be simultaneously measured at one suitable place in the wind tunnel. For this temperature measurement, for example, the fourth
This can be done by mounting one probe for measuring the fluid temperature shown in the embodiment at a proper position on the sample A.
【００２５】また、流体温度が時間的に変化する場合に
は、図６に示す周知の定温度回路を使用する。即ち、流
体速度測定用プローブのセンサ素子14ａに一定電圧を印
加し、センサ素子14ａが流体との接触により温度が低下
し、上昇した電位と流体温度を検出している流体温度測
定用プローブのセンサ素子14ｂの電位をブリッジ回路23
に供給し、ブリッジ回路23は両電位の差を増幅回路24等
を介してセンサ素子14ｂにフィードバックすることによ
り、センサ素子14ａの温度を一定にするものであり、流
体速度に関するデータは前記ブリッジ回路23に供給され
る電位を測定して収集するのである。When the fluid temperature changes with time, a known constant temperature circuit shown in FIG. 6 is used. That is, a constant voltage is applied to the sensor element 14a of the fluid velocity measurement probe, and the temperature of the sensor element 14a decreases due to contact with the fluid, and the sensor of the fluid temperature measurement probe detects the increased potential and fluid temperature. The potential of the element 14b is applied to the bridge circuit 23
The bridge circuit 23 feeds back the difference between the two potentials to the sensor element 14b via the amplifier circuit 24 and the like to keep the temperature of the sensor element 14a constant. The potential supplied to 23 is measured and collected.
【００２６】本考案の流体測定用プローブＰは、供試体
Ａの表面に直接取付けるものであるので、供試体Ａの表
層部の流体は該流体測定用プローブＰによって若干乱さ
れることになる。しかし、その寸法及び形状を考慮する
ことによって、その影響を排除して流体の測定を行うこ
とが可能である。図７は、プローブヘッド３が球形のも
のを示し、取付台１の高さＨ1 に対するプローブヘッド
３の高さＨ2 の比率を２倍以上に設定するとともに、取
付台１の傾斜角度αを30°〜45°に設定している。この
Ｈ2 ／Ｈ1 ≧２の関係は、取付台１の形状を各種設定し
て風洞実験を行った結果見出されたものであり、該取付
台１による流体の乱れが到達しない高さにプローブヘッ
ド３を位置させることを意味する。この値は、余裕を持
たせた値であり、これより若干小さくても実施可能であ
る。この取付台１の高さとプローブヘッド３の高さの関
係は、取付台１の形状にはあまり影響されないことが判
っているが、取付台１の傾斜角度αを30°〜45°に設定
するのが実用上より好ましいのである。Since the fluid measuring probe P of the present invention is directly attached to the surface of the specimen A, the fluid in the surface layer of the specimen A is slightly disturbed by the fluid measuring probe P. However, by taking into account its size and shape, it is possible to eliminate this effect and perform the measurement of the fluid. 7, the probe head 3 shows what spherical, sets the height ratio of H 2 probe head 3 with respect to the height H 1 of the mount 1 to more than double, the inclination angle α of the mount 1 It is set to 30 ° to 45 °. The relationship of H 2 / H 1 ≧ 2 is found as a result of conducting a wind tunnel experiment with various settings of the mounting base 1, and the height is such that the turbulence of the fluid by the mounting base 1 does not reach. This means positioning the probe head 3. This value is a value with a margin, and can be implemented even if slightly smaller than this value. It is known that the relationship between the height of the mount 1 and the height of the probe head 3 is not significantly affected by the shape of the mount 1, but the inclination angle α of the mount 1 is set to 30 ° to 45 °. Is more practically preferable.
【００２７】また、図８に示したものは、プローブヘッ
ド３が円柱形で、支持体２に金属細管20の補強を設けた
ものであり、この場合も前記同様にＨ3 ／Ｈ1 ≧２の関
係があればよいが、好ましくはＨ3 ／Ｈ1 ≧３に設定す
る。また、傾斜角度αは前記同様である。Further, in the structure shown in FIG. 8, the probe head 3 has a cylindrical shape, and the support 2 is provided with the metal thin tube 20 for reinforcement. Also in this case, H 3 / H 1 ≧ 2 as in the above case. However, it is preferable to set H 3 / H 1 ≧ 3. The inclination angle α is the same as above.
【００２８】図９は、本考案の流体測定用プローブＰを
供試体Ａの表面に取付けて、流体実験を行う使用状態を
示し、供試体Ａの表層を流れる流線Ｂも併せて示してい
る。このように、本考案の流体測定用プローブＰの取付
台１によって、供試体Ａの表面に近い流線Ｂはその高さ
の２倍程度は乱されるが、それより高い位置に設定した
プローブヘッド３は略層流領域になり、流体の正確な測
定が可能となる。FIG. 9 shows a usage state in which a fluid measurement probe P of the present invention is attached to the surface of a specimen A to conduct a fluid experiment, and a streamline B flowing in the surface layer of the specimen A is also shown. . As described above, the mount 1 of the fluid measurement probe P of the present invention disturbs the streamline B near the surface of the sample A about twice its height, but the probe set at a position higher than that. The head 3 is in a substantially laminar flow region, which enables accurate measurement of the fluid.
【００２９】ここで、本実施例に示した流体測定用プロ
ーブＰの寸法（取付台１の底面の直径約10ｍｍ、高さ約
５ｍｍ）では、流体速度が50ｍ／ｓ程度まで流体力学的
な相似則が成り立ち、各種の流体実験を行えるのであ
る。また、直径約10ｍｍの接着層７の面積があれば、上
記流体速度において十分な接着強度が得られる。尚、本
実施例では、前記接着層７を両面接着シートを取付台１
の底面に接着して形成したが、勿論他の接着手段を採用
することも可能であり、供試体Ａが磁性体の場合にはそ
の接着の概念も磁石による磁着も含めることが可能であ
る。即ち、前記取付台１の底面に磁性体を合成樹脂に分
散させて着磁した、樹脂磁石を積層することも可能であ
る。Here, in the dimensions of the fluid measuring probe P shown in this embodiment (the diameter of the bottom surface of the mount 1 is about 10 mm and the height is about 5 mm), the fluid velocity is similar to 50 m / s. The law holds, and various fluid experiments can be performed. Further, if there is an area of the adhesive layer 7 having a diameter of about 10 mm, sufficient adhesive strength can be obtained at the above fluid velocity. In this embodiment, the double-sided adhesive sheet is used as the adhesive layer 7 for the mount 1.
Although it is formed by adhering to the bottom surface of, the other adhering means can of course be adopted, and when the specimen A is a magnetic material, the concept of adhering and magnetizing by a magnet can be included. . That is, it is also possible to stack resin magnets on the bottom surface of the mount 1 in which a magnetic material is dispersed in a synthetic resin and magnetized.
【００３０】また、前記被覆部材13の表面に、厚さ20μ
ｍ±20％程度の四ふっ化エチレン樹脂の薄層を形成すれ
ば、該被覆部材13の防錆を確実に行えるとともに、表面
に水滴がついても撥水性を有するので水はけがよく、屋
外での測定が可能となる。特に、供試体が自動車である
場合には、実走行状態での測定が行える。The surface of the covering member 13 has a thickness of 20 μm.
If a thin layer of tetrafluoroethylene resin of about m ± 20% is formed, the coating member 13 can be rust-proofed reliably and has water repellency even if water droplets are attached to the surface, so that it is well drained and can be used outdoors. It becomes possible to measure. In particular, when the test piece is an automobile, the measurement can be performed in an actual running state.
【００３１】[0031]
【考案の効果】以上にしてなる本考案の流体測定用プロ
ーブによれば、取付台の底面に形成した接着層を利用し
て供試体の表面に接着するだけで容易に取付けることが
でき、しかも該取付台から垂設した支持体の先端に固定
したプローブヘッドを供試体表面から所定距離に設定し
て、取付台による流体の乱れの影響を受けずに、その位
置での流体の諸量、例えば流体速度や流体温度を測定す
ることができるのである。また、同時に多数ポイントを
測定する場合には、多数の流体測定用プローブを前記同
様に供試体に取付けることで行え、更に供試体表面から
の距離の異なった位置での測定をするためには、支持体
の長さの異なるものを複数種用意しておけばよいのであ
る。また、支持体は弾力性を有するので、プローブヘッ
ドが不意に物に当たっても支持体が湾曲してその衝撃力
を吸収し、支持体及びプローブヘッドが損傷することは
なく、そしてその弾力復元性によって元の形状に復元す
るので耐久性の向上が図れ、極めて実用的である。そし
て、取付台が断熱性を有しているので、供試体とプロー
ブヘッドとの熱伝達を遮断でき、風洞実験による空気摩
擦等によって供試体の温度が変化しても正確な測定が行
えるとともに、その形状を略円錐台となしているので、
この取付台による流体の乱れを最小限に抑制することが
できる。更に、本考案は曲面をもつ供試体、凹凸面をも
つ供試体にも使用できるとともに、軸長の長いプローブ
が取付けられない場所の流体を測定することができる。[Effects of the Invention] According to the fluid measuring probe of the present invention as described above, it can be easily attached by simply adhering it to the surface of the sample using the adhesive layer formed on the bottom surface of the mounting base. A probe head fixed to the tip of a support body hung from the mount is set at a predetermined distance from the surface of the specimen, and various amounts of fluid at that position are not affected by the turbulence of the fluid due to the mount. For example, fluid velocity and fluid temperature can be measured. Further, in the case of measuring a large number of points at the same time, a large number of fluid measuring probes can be attached to the specimen in the same manner as described above, and in order to measure at different distances from the specimen surface, It is only necessary to prepare a plurality of types of supports having different lengths. Also, since the support has elasticity, even if the probe head suddenly hits an object, the support bends and absorbs the impact force, the support and the probe head are not damaged, and the elasticity is restored by the elasticity. Since it returns to its original shape, durability is improved and it is extremely practical. And since the mounting base has a heat insulating property, it is possible to block the heat transfer between the test piece and the probe head, and it is possible to perform accurate measurement even if the temperature of the test piece changes due to air friction in a wind tunnel experiment, Since its shape is a truncated cone,
The turbulence of the fluid due to this mount can be suppressed to a minimum. Further, the present invention can be used for a test piece having a curved surface and a test piece having an uneven surface, and can measure a fluid in a place where a probe having a long axial length cannot be attached.
【００３２】また、前記支持体として、リン青銅製の２
本の導電線を熱硬化性合成樹脂で円柱状に被覆した支持
体を用いた場合には、該支持体を流体の流れに影響を与
えないように細くしても、弾力復元性に優れ、更に支持
体の基部を取付台に固定した金属細管で外被した場合に
は、支持体の弾力復元性を備えるとともに、機械的強度
の向上が図れるのである。Further, as the support, 2 made of phosphor bronze is used.
In the case of using a support in which the conductive wire of this book is coated in a cylindrical shape with a thermosetting synthetic resin, even if the support is made thin so as not to affect the flow of fluid, it has excellent resilience, Further, when the base of the support is covered with a metal thin tube fixed to the mounting base, the elastic recovery of the support is provided and the mechanical strength can be improved.
【００３３】そして、本考案の流体測定用プローブは、
それに使用するセンサ素子を選択することにより、流体
の諸量の測定に供することが可能であり、例えばゲルマ
ニウム単結晶半導体の小片で形成した流体速度測定用の
センサ素子を用いた場合、高感度、高精度に流体速度を
測定することができ、また流体温度測定用のサーミスタ
温度センサ素子を用いた場合には、常法どおり流体温度
を測定することができる。The fluid measuring probe of the present invention comprises:
By selecting the sensor element used for it, it is possible to provide for measurement of various amounts of fluid, for example, when using a sensor element for fluid velocity measurement formed of a small piece of germanium single crystal semiconductor, high sensitivity, The fluid velocity can be measured with high accuracy, and when the thermistor temperature sensor element for fluid temperature measurement is used, the fluid temperature can be measured in a usual manner.
【図１】本考案の流体測定用プローブの第１実施例を示
す縦断面図FIG. 1 is a vertical sectional view showing a first embodiment of a fluid measuring probe of the present invention.
【図２】本考案の流体測定用プローブの第２実施例を示
す縦断面図FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the fluid measuring probe of the present invention.
【図３】本考案の流体測定用プローブの第３実施例を示
す縦断面図FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a third embodiment of the fluid measuring probe of the present invention.
【図４】本考案の流体測定用プローブの第４実施例を示
す縦断面図FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a fourth embodiment of the fluid measuring probe of the present invention.
【図５】一定温度の流体速度を測定するための簡略回路
図FIG. 5 is a simplified circuit diagram for measuring a fluid velocity at a constant temperature.
【図６】温度変化のある流体速度を測定するための簡略
回路図FIG. 6 is a simplified circuit diagram for measuring fluid velocity with temperature change.
【図７】第１，２，４実施例に示した流体測定用プロー
ブの寸法比率を説明するための簡略側面図FIG. 7 is a simplified side view for explaining the dimensional ratios of the fluid measuring probes shown in the first, second, and fourth embodiments.
【図８】第３実施例に示した流体測定用プローブの寸法
比率を説明するための簡略側面図FIG. 8 is a simplified side view for explaining the dimensional ratio of the fluid measurement probe shown in the third embodiment.
【図９】供試体の表面に流体測定用プローブを取付けて
風洞実験を行う状態を示した簡略側面図FIG. 9 is a simplified side view showing a state in which a probe for fluid measurement is attached to the surface of the specimen to conduct a wind tunnel experiment.
Ａ 供試体 Ｐ 流体測定用プロ
ーブ １ 取付台 ２ 支持体 ３ プローブヘッド ４ 基台 ５ 空洞部 ６ 断熱板 ７ 接着層 ８ 固定部 ９ 樹脂モールド層 10 通孔 11 導電線 12 絶縁体 13 被覆部材 14 センサ素子 15 挿入孔 16 リード線 17 絶縁材 18 貫通孔 19 被覆線 20 金属細管 21 電源 22 抵抗 23 ブリッジ回路 24 増幅回路A Specimen P Fluid measurement probe 1 Mounting base 2 Supporting body 3 Probe head 4 Base 5 Cavity 6 Heat insulating plate 7 Adhesive layer 8 Fixing part 9 Resin mold layer 10 Through hole 11 Conductive wire 12 Insulator 13 Covering member 14 Sensor Element 15 Insertion hole 16 Lead wire 17 Insulation material 18 Through hole 19 Covered wire 20 Metal thin tube 21 Power supply 22 Resistance 23 Bridge circuit 24 Amplification circuit
Claims (5)
略円錐台形状の取付台の上端中心に、弾力復元性を有す
る少なくとも２本の導電線を隔離して合成樹脂で被覆し
た支持体を垂設するとともに、該支持体の先端にセンサ
素子を被覆部材で外被したプローブヘッドを固定し、更
に該プローブヘッド内と前記支持体内に前記導電線の端
部をそれぞれ延長埋設し、且つ導電線の先端とセンサ素
子をリード線で接続するとともに、基端に接続した被覆
線を前記取付台から導出してなることを特徴とする流体
測定用プローブ。1. A support in which at least two conductive wires having elasticity restoring property are separated from each other and covered with a synthetic resin at the center of an upper end of a substantially frustoconical mounting base having an adhesive layer formed on a bottom surface thereof. A probe head in which the sensor element is covered with a covering member is fixed to the tip of the support body, and further, the end portions of the conductive wires are extended and embedded in the probe head and the support body, respectively, and A probe for fluid measurement, characterized in that the tip of the conductive wire and the sensor element are connected by a lead wire, and the covered wire connected to the base end is led out from the mounting base.
導電線を熱硬化性合成樹脂で円柱状に被覆した支持体を
用いてなる請求項１記載の流体測定用プローブ。2. The probe for fluid measurement according to claim 1, wherein the support is a support in which two conductive wires made of phosphor bronze are cylindrically coated with a thermosetting synthetic resin.
金属細管で外被してなる請求項１又は２記載の流体測定
用プローブ。3. The probe for fluid measurement according to claim 1, wherein the base of the support is covered with a thin metal tube fixed to a mounting base.
結晶半導体の小片で形成した流体速度測定用のセンサ素
子を用いてなる請求項１又は２又は３記載の流体測定用
プローブ。4. The fluid measuring probe according to claim 1, wherein the sensor element is a sensor element for measuring a fluid velocity which is formed of a small piece of germanium single crystal semiconductor.
のサーミスタ温度センサ素子を用いてなる請求項１又は
２又は３記載の流体測定用プローブ。5. The fluid measurement probe according to claim 1, wherein the sensor element is a thermistor temperature sensor element for fluid temperature measurement.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5366791U JPH0645892Y2 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Fluid measurement probe |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5366791U JPH0645892Y2 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Fluid measurement probe |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04138274U JPH04138274U (en) | 1992-12-24 |
| JPH0645892Y2 true JPH0645892Y2 (en) | 1994-11-24 |
Family
ID=31929350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5366791U Expired - Lifetime JPH0645892Y2 (en) | 1991-06-14 | 1991-06-14 | Fluid measurement probe |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0645892Y2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020008370A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | Wind state detector |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI625092B (en) * | 2017-03-10 | 2018-05-21 | 建準電機工業股份有限公司 | A thermal sensor and a fan with thermal sensing function |
-
1991
- 1991-06-14 JP JP5366791U patent/JPH0645892Y2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020008370A (en) * | 2018-07-05 | 2020-01-16 | 株式会社Ｓｏｋｅｎ | Wind state detector |
Also Published As
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|---|---|
| JPH04138274U (en) | 1992-12-24 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |