LS25－1 LS25－1旋槳式流速儀

一、用  途

LS25－1型旋槳式流速儀是一種江河水文測驗儀器，主要用于測定一般河流、渠道、水庫、湖泊等過水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測點的水流平均速度，從而確定該斷面的流量。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

   1．測速范圍：Ｖ=0.06~7.0m/s

   2．工作水深：一般不大于24m；

   3．工作水溫：0~40℃；

   4．工作水質(zhì)：淡水(含有不過分的礦物質(zhì)）或含有泥沙的渾水；

   5．連續(xù)工作的累計時間:8h；

   6．儀器的起轉(zhuǎn)速度:V₀≤0.05m/s

   7．檢定公式的均方差:m≤1.5％

   8．槳葉螺距：250mm；

   9．每二次信號間槳葉的轉(zhuǎn)數(shù)：20轉(zhuǎn)

三、工作原理及計算方法

  LS25－1型旋槳式流速儀的工作原理是：當(dāng)水流作用到儀器的感應(yīng)元件——槳葉時，槳葉即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動，水流越快，槳葉轉(zhuǎn)動越快，轉(zhuǎn)速與流速之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系，即V=f(n)。所以說，確定水的流速，實際上只要準(zhǔn)確的測出儀器槳葉的轉(zhuǎn)數(shù)及相應(yīng)的時間就行了。假定儀器的臨界速度為V_k，實驗表明，在V_k以下至起轉(zhuǎn)速V₀之間，函數(shù)是曲線形式，V_k以上則是線性關(guān)系。

  每架儀器檢定結(jié)果，均附有曲線圖和如下的檢定公式：

V=bn+a

式中：V——流速(m/s)；

n——槳葉回轉(zhuǎn)率(轉(zhuǎn)速)，等于槳葉總轉(zhuǎn)數(shù)“N”

    與相應(yīng)的測速歷時“T”之比，即n=N/T；

     b——水力螺距(對應(yīng)于原標(biāo)準(zhǔn)的K)，單位是m；

     a——儀器常數(shù)(對應(yīng)于原標(biāo)準(zhǔn)的C)，單是m/s；

   b值和a值與槳葉的螺距和支承系統(tǒng)的摩擦阻力等因素有關(guān)，因此對該部分的零件務(wù)必小心地使用和仔細(xì)的養(yǎng)護(hù)，否則將會影響到流速測驗的準(zhǔn)確度。

  水流速度的測定，實際上乃是測量在預(yù)定時間內(nèi)流速儀的槳葉被水流沖動時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)。槳葉的轉(zhuǎn)數(shù)是利用儀器的接觸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，經(jīng)由導(dǎo)線傳遞到水面部分的計數(shù)儀器來計算的。槳葉每轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，接觸機(jī)構(gòu)接觸一次，計數(shù)儀器即發(fā)計一次信號，測量者統(tǒng)計此信號數(shù)，并乘上20倍數(shù)，即得流速儀槳葉的實際轉(zhuǎn)數(shù)。用停表記錄該轉(zhuǎn)數(shù)相應(yīng)的測速歷時“T”，并以歷時“T”除轉(zhuǎn)數(shù)“N”，即得旋槳的回轉(zhuǎn)率“n”。后，把此回轉(zhuǎn)率“n”乘以水力螺距“b”，并加上儀器常數(shù)“a”，即得實測流速。

  如果流速小于臨界流速V_k，則可在放大的曲線圖上直接根據(jù)旋槳轉(zhuǎn)速“n”查得流速。

  為了避免流速脈動對測速成果的影響，因此，測速歷時一般不得小于100秒，是根據(jù)各河流的特性，通過試驗，進(jìn)行分析，予以確定。

四、儀器結(jié)構(gòu)

 LS25－1型旋槳式流速儀的主體結(jié)構(gòu)可分為旋轉(zhuǎn)部件、身架部件和尾翼部件等三個部件。詳見儀器結(jié)構(gòu)圖。

  （一）旋轉(zhuǎn)部件按其工作原理分為感應(yīng)和接觸機(jī)構(gòu)兩支部件。

   1．感應(yīng)支部件：由感應(yīng)元件——槳葉(1)及其支承系統(tǒng)——軸套（2）、右旋螺絲套（8）、壓帽（32）、球軸承（31）、外隔套（30）、內(nèi)隔套（29）和旋槳軸（28）等所組成。

  槳葉是由PC工程塑料制成，為一雙葉的螺旋槳。

  支承系統(tǒng)乃是一個的機(jī)械結(jié)構(gòu)。支承系統(tǒng)的重要元件是一對單列向心推力球軸承，安裝在固定不動的旋槳軸的前部。球軸承之間用內(nèi)隔套和外隔套分開，其內(nèi)圈及內(nèi)隔套借壓帽固緊在旋槳軸上，其外圈及外隔套則套在軸套的圓柱孔內(nèi)，這樣，便構(gòu)成了一個完善的支承系統(tǒng)。

   2．接觸機(jī)構(gòu)支部件：乃是一個閉合開關(guān)裝置。

  接觸機(jī)構(gòu)包括：螺絲套（27）、齒輪（26）、接觸絲（25）、圓柱頭螺釘（24）、接觸銷（3）、接觸輪（4）、齒輪軸（5）、接觸軸套（6）、緣座（7）、導(dǎo)電桿（3）、和襯管甲（11）。

  （二）身架部件由下列零件所組成：身架（12）、固軸螺絲（13）、墊圈（14）、插孔（15）、插孔套（16）、接線柱乙（23）、襯管（22）、接線柱甲（21）、壓線螺絲（20）和固定螺絲（19）等。

  （三）尾翼部件尾翼（18）為一長形平面舵，用以平衡儀器和迎合流向之用。安裝于身架尾部的圓柱孔中，并用固尾螺絲（17）固定。

五、儀器附屬設(shè)備

  LS25－1型旋槳式流速儀的附屬設(shè)備是測量所必需的，它包括計數(shù)裝置、懸掛設(shè)備和儀器的裝卸工具。

  （一）計數(shù)、計時裝置供測速時記錄槳葉的轉(zhuǎn)數(shù)和其相應(yīng)歷時。包括：

   1．計數(shù)器：可選用本廠生產(chǎn)的各種計數(shù)器，如流速儀計數(shù)器、音響器、通用測算儀等。

   2．電線：為雙股膠質(zhì)線，供測量時連接電路、傳遞信號之用。按長度分為15、30、40m三種，根據(jù)用戶的需要，在訂貨時另行訂購。

3．停表：記錄測速時槳葉轉(zhuǎn)動所經(jīng)歷的時間。此表在一般市場上均可購到，故本儀器出廠時不另附。停表的誤差為每10分鐘≤±5秒。

  （二）懸掛設(shè)備為測量時安裝和懸掛儀器所必需的設(shè)備。根據(jù)水深不同，可選用：

   1．CG28型測桿、適用于淺水河流，測桿有兩根，可裝合為一，長為3米。

   2．懸索設(shè)備：適用于深水河流。LS25－1型旋槳式流速儀備有轉(zhuǎn)軸、懸桿和兩個繩鉤，作為懸掛時聯(lián)接之用。本儀器所附的繩鉤允許懸吊50kg重量的鉛魚。

  （1）水文絞車：供測量時懸掛并操作儀器至預(yù)定的測點位置使用。同時也可在測量時打水深。本設(shè)備我廠不生產(chǎn)。

  （2）鉛魚：供在測量時穩(wěn)定儀器于測點位置使用。我廠備有下列重量的鉛魚供選用：8、15、30、50、75、100、150、200kg。

  （3）鋼絲繩：為懸吊儀器使用。如果用戶自備有絞車，則可按水深選用15、30、40m其中的一種鋼絲繩，其直徑為3－4mm。

六、儀器的使用

   1．每次施測前，應(yīng)對以下部分進(jìn)行檢查：

  （1）旋轉(zhuǎn)部件：手拿槳軸，用嘴輕吹槳葉，槳葉應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活，無磨擦或卡阻現(xiàn)象，否則應(yīng)重新拆洗。

（2）計數(shù)器：檢查音響或計數(shù)是否正常。

  （3）接觸機(jī)構(gòu)：用雙股膠質(zhì)線將流速儀信號輸出端和計數(shù)器信號輸入端聯(lián)接好，轉(zhuǎn)動槳葉，一個信號長度為三轉(zhuǎn)左右，否則應(yīng)重新調(diào)整接觸絲。

  （4）停表：檢查各撳鍵是否正常。

   2．以上各部分經(jīng)檢查正常后，即可準(zhǔn)備實施測流。

  （1）將儀器身架內(nèi)腔注入儀器油（油量約1/2孔高），用相應(yīng)的緊固件將旋轉(zhuǎn)部件、身架、尾翼進(jìn)行組裝（注意右旋螺絲套與身架之間應(yīng)有0.4mm間隙）。

  （2）安裝儀器：

a．用測桿工作時，先把測桿裝配成套，把儀器套在桿上預(yù)定的水深位置上，并用二個固定螺絲固緊。桿的上部安裝與儀器軸向一致的指針。

   b．用懸索工作時，取出轉(zhuǎn)軸，把轉(zhuǎn)軸套進(jìn)身架孔中。用身架上的固定螺絲固緊。取出繩構(gòu)和懸桿，把儀器掛在絞車的鋼絲繩上，而下部接裝適重的鉛魚。

  （3）聯(lián)接電路：把電線一端的二線頭分別接到流速儀身架的接線柱上，未穿進(jìn)接線柱孔眼中以前，在鋼絲繩上先打一結(jié)，以免被水流沖脫；電線的另一端頭，則分別接到計數(shù)器輸入端。

  （4）轉(zhuǎn)動槳葉，確認(rèn)信號系統(tǒng)工作正常后，即可下水開始測流。

（5）工作完畢儀器出水以后，應(yīng)立即在當(dāng)?shù)赜酶擅聿粮伤?，如儀器上沾有污物或泥沙，則應(yīng)先用干凈的水洗凈，然后再擦干，卸成原來的各部件，妥善地安裝到儀器箱的位置。