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中小河流旋漿式流速流量?jī)x

1   概述

1.1  主要用途及適用范圍

LJ20系列旋槳式流速儀執(zhí)行GB/T11826-2002《轉(zhuǎn)子式流速儀》等相關(guān)***。

 旋槳式流速儀廣泛適用于水文測(cè)驗(yàn)、水利調(diào)查、農(nóng)田灌溉、徑流實(shí)驗(yàn)等，亦可適用于水電、環(huán)保、礦山、交通、地質(zhì)、科研院所、市政等行業(yè)或部門進(jìn)行相關(guān)流速或流量的監(jiān)測(cè)。

2   主要技術(shù)性能及參數(shù)

1）  旋槳回轉(zhuǎn)直徑：           Φ125mm

2）  旋槳水力螺距b：        200mm（理論值）

3）  起轉(zhuǎn)速度v₀：              0.03m/s

4）  臨界速度v_k：              約0.13m/s

（以實(shí)際檢定值為準(zhǔn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，v_k遠(yuǎn)小于上述值。）

5）  測(cè)速范圍：                   0.04m/s～10m/s

6）  輸出信號(hào)：                   磁激式開(kāi)關(guān)接點(diǎn)通斷信號(hào)

7）  信號(hào)數(shù)/轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)：      1/20（LJ20A型）

（每20轉(zhuǎn)1個(gè)信號(hào)）

1/1（LJ20C型）

（每1轉(zhuǎn)1個(gè)信號(hào)）

8）  開(kāi)關(guān)接點(diǎn)容量：           DC   U≤24V

I≤120mA

9）  接點(diǎn)工作次數(shù)：           1×10⁷

10）全線相對(duì)均方差m：    |m|≤1.5% （用于v≥v_k時(shí)）

11）相對(duì)誤差δ：                |δ|≤5%（用于v＜v_k時(shí)）

12）工作水體環(huán)境：           水溫0℃～＋40℃

水深0.2m～50m

懸移質(zhì)含沙量≤50kg/m³

13）貯存環(huán)境：                   溫度－25℃～＋55℃

濕度≤90%

流速儀的使用應(yīng)嚴(yán)格按照SL443-2009《水文纜道測(cè)驗(yàn)規(guī)范》、GB50179-93《河流流量測(cè)驗(yàn)規(guī)范》及其它相關(guān)水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

5.1  使用前的準(zhǔn)備

流速儀入水使用前，應(yīng)進(jìn)行以下簡(jiǎn)單測(cè)試：

（1）靈敏度測(cè)試

1）對(duì)準(zhǔn)旋槳迎水面輕緩而均勻地吹氣，旋槳應(yīng)能輕松起轉(zhuǎn)，無(wú)卡頓現(xiàn)象；

注     該項(xiàng)測(cè)試在很大程度上取決于使用者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)反復(fù)測(cè)試，熟練掌握，以便今后有所比較。

2）用手快速撥轉(zhuǎn)旋槳，應(yīng)無(wú)急�，F(xiàn)象。

（2）信號(hào)測(cè)試

使用計(jì)數(shù)器或音響器、萬(wàn)用表等進(jìn)行測(cè)試，信號(hào)應(yīng)準(zhǔn)確、可靠。對(duì)于LJ20A型，其信號(hào)占空比約7/20。

5.2  流速與轉(zhuǎn)子速率的關(guān)系

在臨界速度v_k以上，水流速度（通常指某測(cè)點(diǎn)的時(shí)段平均流速）與流速儀轉(zhuǎn)子速率之間存在一個(gè)比較穩(wěn)定的線性關(guān)系。LJ20系列旋槳式流速儀具有良好的低速性能，為方便數(shù)據(jù)處理，在確保精度的前提下，測(cè)速范圍內(nèi)提供以下統(tǒng)一關(guān)系式：

            （1）

式中：    v—流速（時(shí)段平均流速），m/s

               a—流速儀常數(shù)，m/s

               b—旋槳水力螺距，m

               n—流速儀轉(zhuǎn)子速率，s^-1

              （2）

式中：    R—流速儀轉(zhuǎn)子總轉(zhuǎn)數(shù)

T—測(cè)速歷時(shí)，s

為消除水流脈動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響，根據(jù)水文測(cè)驗(yàn)規(guī)范的要求，一般T≥100s。

對(duì)于LJ20A型旋槳式流速儀，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)20轉(zhuǎn)，流速儀產(chǎn)生1個(gè)信號(hào)，因此公式（1）有如下表述：

             （3）

式中：    N—測(cè)速歷時(shí)內(nèi)總信號(hào)數(shù)

對(duì)于LJ20C型旋槳式流速儀，轉(zhuǎn)子每旋轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，流速儀產(chǎn)生1個(gè)信號(hào)，因此公式（1）有如下表述：

                 （4）

式中：    N—測(cè)速歷時(shí)內(nèi)總信號(hào)數(shù)

公式（3）、（4）中a、b值的確定，由專門的流速儀檢定機(jī)構(gòu)通過(guò)水槽檢定（參見(jiàn)GB/T 21699-2008《直線明槽中的轉(zhuǎn)子式流速儀檢定/校準(zhǔn)方法》）后給出，并出具檢定證書。對(duì)于不同的流速儀個(gè)體，其值各不相同。流速儀出廠前，檢定證書隨機(jī)發(fā)出。用戶在使用流速儀前，可從檢定證書中查出該臺(tái)流速儀的相應(yīng)a、b值。

由上述可知，用戶只需測(cè)出總信號(hào)數(shù)及對(duì)應(yīng)的測(cè)速歷時(shí)，便可計(jì)算出該時(shí)段內(nèi)某測(cè)點(diǎn)的平均流速。

5.3  使用、操作及注意事項(xiàng)

流速儀一般需與合適的計(jì)數(shù)器一起使用。根據(jù)信號(hào)數(shù)與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)的比例，低速測(cè)量時(shí)亦可采用人工計(jì)數(shù)（如音響器與秒表配合使用）。

注     使用流速儀計(jì)數(shù)器可自動(dòng)測(cè)算流速，方便快捷。

使用過(guò)程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：

（1）入水前，裸露的信號(hào)接線處應(yīng)用絕緣膠布或膠帶裹緊，以免水體成為信號(hào)介質(zhì)；

（2）使用懸桿、懸索方式安裝時(shí)，應(yīng)注意流速儀在水中的平衡狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)有不平衡現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)整尾翼部件內(nèi)部平衡螺釘?shù)奈恢茫�可使流速儀在水中處于水平狀態(tài)（流速出廠前已做好該項(xiàng)調(diào)整）；

（3）入水前，應(yīng)檢查流速儀安裝各環(huán)節(jié)是否穩(wěn)固；

（4）流速較大時(shí)，應(yīng)安裝尾翼部件，并應(yīng)使尾翼部件先入水，以利定向；

（5）流速儀提出水面時(shí)，為防止可能發(fā)生的旋槳松脫現(xiàn)象，不可使旋槳迎水面背離流向（流速較大時(shí)尤其注意）。