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一、用途及使用說明
LS68型旋杯式流速儀是一種江河水文測驗(yàn)儀器,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(diǎn)的平均流速,從而確定該斷面的流量。
流速的測量范圍為0.2~3.5m/s。
二、技術(shù)數(shù)據(jù)
1、儀器的起轉(zhuǎn)速: V0≤0.08m/s
2、檢定公式的均方差: m≤±1.5%
3、旋杯的回轉(zhuǎn)直徑: f=128mm
4、每二次信號間旋杯的轉(zhuǎn)數(shù): 5轉(zhuǎn)
三、儀器工作原理及流速測量和計(jì)算方法
1、工作原理
當(dāng)水流作用到儀器的感應(yīng)元件——旋杯時,由于左右二邊的杯子具有凹凸形狀的差異,因此壓力不等,其壓力差即形成了一轉(zhuǎn)動力矩,促使旋杯旋轉(zhuǎn)。水流的速度越快,旋杯的轉(zhuǎn)速也越快,它們之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系,此關(guān)系是通過檢定水槽的實(shí)驗(yàn)而確定的。每架儀器檢定的結(jié)果均附有檢定公式,其形式如下:
V=bn+a(對應(yīng)于原公式V=Kn+C)
式中V—流速(m/s);
n—旋杯轉(zhuǎn)率,等于旋杯總轉(zhuǎn)數(shù)“N”與相應(yīng)的測速歷時“T”之比,即n=N/T(1/S);
b —水力螺矩(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),單位是(m/s)。
b和a是表征儀器性能的系數(shù),與旋杯的大小、形狀,旋軸的軸向間隙,頂針與頂窩的園弧及其光潔度,接觸絲的松緊度等因素有關(guān)。因此,對該部分的配合關(guān)系必須嚴(yán)格地遵照技術(shù)要求進(jìn)行檢查和調(diào)整。
2、流速的測量和計(jì)算方法
用流速儀測量水流速度,實(shí)際上是測量在預(yù)定時間內(nèi)旋杯被水流沖擊時所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù)。旋杯的轉(zhuǎn)數(shù)系借助于儀器的接觸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號,經(jīng)由信號線傳遞到水面部分的計(jì)數(shù)設(shè)備讀出。旋杯每轉(zhuǎn)5轉(zhuǎn),接觸機(jī)構(gòu)接通電路一次,計(jì)數(shù)設(shè)備即接收到一個信號,測量者統(tǒng)計(jì)此信號數(shù)(乘以5即為旋杯的總轉(zhuǎn)數(shù)“N”)和相應(yīng)的測速歷時“T”,據(jù)此,即可按上式計(jì)算水流速度。
四、儀器結(jié)構(gòu)
本儀器按作用原理可分為:感應(yīng)部件、傳訊盒部件及尾翼部件。詳見圖1和圖2。
1、感應(yīng)部件 為本儀器最重要的部分,它接受水流的能量并轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。其主要零件及作用為:
旋杯(1)由六個錐形杯子按一致方向固定在星狀的旋盤上組成。旋盤的中間有一孔,裝有旋軸(2),二者借旋盤固定帽(13)并緊,使其成一轉(zhuǎn)動體。
旋軸(2)為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中樞,上端插進(jìn)偏心筒(14)之軸套座(19)內(nèi),與頂上的鋼珠(20)相接觸;具有螺紋的一段與齒輪(17)相嚙合,下端鑲有鋼質(zhì)頂窩(11),堅(jiān)硬而光滑的窩眼支承在頂針(5)的,構(gòu)成一精密的支承系統(tǒng)。
頂針(5)上端呈錐體,針尖為十分光滑的球面,裝在頂頭(6)的中間,當(dāng)調(diào)整好軸向間隙以后,用并帽(8)并緊使成一體。使用時安裝在軛架的下部孔中,頂住頂窩,支承著旋轉(zhuǎn)部分的全部負(fù)荷。頂頭的外緣套在旋軸下端的鐘形罩內(nèi),構(gòu)成一迷宮,以防河水的侵入。工作完畢后,必須用汽油清洗干凈,注以儀器油(以防頂針生銹)放在儀器箱中,同時,拿出旋盤固定器(9)代替頂頭安裝在軛架下部的孔中,旋盤固定器的油室必須裝有棉花并加儀器油,以防頂窩生銹。
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