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中小河流旋漿式流速流量儀

1   概述

1.1  主要用途及適用范圍

LJ20系列旋槳式流速儀執行GB/T11826-2002《轉子式流速儀》等相關***。

 旋槳式流速儀廣泛適用于水文測驗、水利調查、農田灌溉、徑流實驗等，亦可適用于水電、環保、礦山、交通、地質、科研院所、市政等行業或部門進行相關流速或流量的監測。

2   主要技術性能及參數

1）  旋槳回轉直徑：           Φ125mm

2）  旋槳水力螺距b：        200mm（理論值）

3）  起轉速度v₀：              0.03m/s

4）  臨界速度v_k：              約0.13m/s

（以實際檢定值為準。據統計分析，v_k遠小于上述值。）

5）  測速范圍：                   0.04m/s～10m/s

6）  輸出信號：                   磁激式開關接點通斷信號

7）  信號數/轉子轉數：      1/20（LJ20A型）

（每20轉1個信號）

1/1（LJ20C型）

（每1轉1個信號）

8）  開關接點容量：           DC   U≤24V

I≤120mA

9）  接點工作次數：           1×10⁷

10）全線相對均方差m：    |m|≤1.5% （用于v≥v_k時）

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

12）工作水體環境：           水溫0℃～＋40℃

水深0.2m～50m

懸移質含沙量≤50kg/m³

13）貯存環境：                   溫度－25℃～＋55℃

濕度≤90%

流速儀的使用應嚴格按照SL443-2009《水文纜道測驗規范》、GB50179-93《河流流量測驗規范》及其它相關水文測驗規范的有關規定執行。

5.1  使用前的準備

流速儀入水使用前，應進行以下簡單測試：

（1）靈敏度測試

1）對準旋槳迎水面輕緩而均勻地吹氣，旋槳應能輕松起轉，無卡頓現象；

注     該項測試在很大程度上取決于使用者的實際經驗，應反復測試，熟練掌握，以便今后有所比較。

2）用手快速撥轉旋槳，應無急�，F象。

（2）信號測試

使用計數器或音響器、萬用表等進行測試，信號應準確、可靠。對于LJ20A型，其信號占空比約7/20。

5.2  流速與轉子速率的關系

在臨界速度v_k以上，水流速度（通常指某測點的時段平均流速）與流速儀轉子速率之間存在一個比較穩定的線性關系。LJ20系列旋槳式流速儀具有良好的低速性能，為方便數據處理，在確保精度的前提下，測速范圍內提供以下統一關系式：

            （1）

式中：    v—流速（時段平均流速），m/s

               a—流速儀常數，m/s

               b—旋槳水力螺距，m

               n—流速儀轉子速率，s^-1

              （2）

式中：    R—流速儀轉子總轉數

T—測速歷時，s

為消除水流脈動對測量精度的影響，根據水文測驗規范的要求，一般T≥100s。

對于LJ20A型旋槳式流速儀，轉子每旋轉20轉，流速儀產生1個信號，因此公式（1）有如下表述：

             （3）

式中：    N—測速歷時內總信號數

對于LJ20C型旋槳式流速儀，轉子每旋轉1轉，流速儀產生1個信號，因此公式（1）有如下表述：

                 （4）

式中：    N—測速歷時內總信號數

公式（3）、（4）中a、b值的確定，由專門的流速儀檢定機構通過水槽檢定（參見GB/T 21699-2008《直線明槽中的轉子式流速儀檢定/校準方法》）后給出，并出具檢定證書。對于不同的流速儀個體，其值各不相同。流速儀出廠前，檢定證書隨機發出。用戶在使用流速儀前，可從檢定證書中查出該臺流速儀的相應a、b值。

由上述可知，用戶只需測出總信號數及對應的測速歷時，便可計算出該時段內某測點的平均流速。

5.3  使用、操作及注意事項

流速儀一般需與合適的計數器一起使用。根據信號數與轉子轉數的比例，低速測量時亦可采用人工計數（如音響器與秒表配合使用）。

注     使用流速儀計數器可自動測算流速，方便快捷。

使用過程中應注意以下事項：

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

（2）使用懸桿、懸索方式安裝時，應注意流速儀在水中的平衡狀態。若發現有不平衡現象，通過調整尾翼部件內部平衡螺釘的位置，可使流速儀在水中處于水平狀態（流速出廠前已做好該項調整）；

（3）入水前，應檢查流速儀安裝各環節是否穩固；

（4）流速較大時，應安裝尾翼部件，并應使尾翼部件先入水，以利定向；

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