南京君燦儀器設備有限公司
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:唐德林
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LS20B旋槳式流速儀是一種大量程的江河水文測速儀器??捎糜诮?、湖、渠道和水庫等水體,進行各種高、中、低流速測量,也可用于電站壓力管道和某些科學實驗中,進行高速和特高速測量。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。
★ LS20B旋槳式流速儀研發成果:
● 1986年通過*技術鑒定,性能達到國外同類型儀器*水平。
● 1988年獲*科技進步三等獎。
● 1990年度被評為*新產品。
● 1993年參加美國地質調查局(USGS)組織的流速儀比測。參比儀器有:中國LS20B型、美國PriceAA型、德國OttC-31型和英國Aale-portBFM002型等世界流速儀,比測結果本儀器表現良好特性,受到美國專家好評。(XK-232-00005)
LS20B型旋槳式流速儀符合GB/T11826-2002《轉子式流速儀》等相關國家標準。
LS20B旋槳式流速儀主要特點:
● 特別寬廣的測速量程,且僅用一個旋槳即可滿足各種高、低流速測量。
● 儀器軸承油室動態密封性能良好,在高速高含沙量條件下的黃河上的水文站,經過一個汛期的測流,軸承元年無需拆洗。實測zui高為4.3米/秒,zui高含沙量為100KG/立方米。
● 儀器低速性能—內摩阻特性,可用流速儀內摩阻力矩儀監測,確保儀器低速性能及其測量精度
● 儀器測量時,其安裝方式靈活、多樣,定向裝置結構合理,可垂直、水平迎合水流方向。
● 儀器整機呈流線型,且尾翼平衡錘為內置式,水阻小,儀器無附加偏轉力矩,因而可穩定地工作。
● 采用進口優質工程塑料制造的旋槳,具有高沖擊強度、幾何形狀穩定、耐大氣自然老化等優異的性能。在野外嚴酷自然條件下*工作,儀器檢定系數K值穩定不變。
● 儀器結構強度好,安裝、支承牢固,可經受15米每秒高流速沖擊,儀器性能穩定、工作可靠。
LS20B旋槳式流速儀技術指標:
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vk:約0.13m/s (以實際檢定值為準。據統計分析,vk遠小于上述值。)
5) 測速范圍: 0.05m/s~15m/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: 2/1(每1轉2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≥vk時)
11)相對誤差δ:|δ|≤5%(用于v<vk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%
? 結構特征與工作原理
◆ LS20B型旋槳式流速儀由旋槳、旋轉部件、身架部件、尾翼(或尾錐)等組成。
◆ 旋槳用于被動感受水流,在水流驅動作用力下,繞水平支承軸旋轉。其回轉直徑為Φ125mm,理論水力螺距(機械導程)為200mm。
◆ 旋轉部件由支承系統、密封系統、磁激式信號發生和傳輸系統等組成。用于在旋槳推動作用力下,產生一定的角速度和磁激信號。
◆ 身架部件參與信號傳輸以及用于流速儀工作時的安裝和固定,其安裝孔徑為Φ20mm。
◆尾翼用于流速儀工作時的定向和平衡。
◆ 流速儀工作時,旋槳受水流驅動產生回轉,帶動旋轉部件的轉子部分同步旋轉,安裝在轉子上的兩個磁鋼激勵干簧管產生通斷信號。
? LS20B旋槳式流速儀如何安裝?
(1)測桿安裝
淺水測流時,可選用CG20-1型測桿安裝。測桿總長3m,每節1m;測桿上每2cm有一道刻線,每10cm有數字標識,作為測深和流速儀安裝位置的標志。測桿上方有指針(方向標)以使流速儀對準流向。流速較高時,應安裝尾翼,以確保流速儀準確定向和穩定;淺水、流速低時,可用尾錐替代尾翼。
注 CG20-1型測桿為產品選購附件。
(2)懸索安裝
1)流速小于1m/s時,可選用轉軸—懸索安裝方式(鉛魚重量不小于30kg)。
注: 轉軸部件、聯桿、繩鉤等為產品選購附件。
2)流速1m/s~3m/s時,可用懸桿—懸索安裝方式(鉛魚重量不小于50kg)。
注: 懸桿(含懸桿螺釘、開口銷)為產品選購附件。
(3)鉛魚桿安裝
流速大于3m/s、水深大于10m時,可選擇鉛魚桿安裝方式。此時,應配裝100kg以上的重型鉛魚,以減少懸索偏角。為保證流速儀入水瞬間的平穩性,可從尾翼牽引螺釘處引一細繩與懸索相連。
注: 懸掛部件為產品選購附件。
?使用、操作及維護
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。
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,應無急停現象。
(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。
? 流速與轉子速率的關系
在臨界速度vk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。LS20B型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LS20B型旋槳式流速儀,轉子每旋轉一周,流速儀產生2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
公式(3)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。
? 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)信號線的接入方法請參見圖1、圖7;
(3)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);
(4)入水前,應檢查流速儀安裝各環節是否穩固;
(5)流速較大時,應安裝尾翼,并應使尾翼先入水,以利定向;
(6)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)。
1)流速儀主機(含旋槳)........................................1套
2)尾翼........................................................................1套
3)尾錐........................................................................1件
4)流速儀后端接線柱(含壓線螺釘)....................1套
5)儀表油(約30ml)...............................................1份
6)工具附件
a.開口呆扳手....................................................1件
b.十字起子........................................................1件
c.一字起子........................................................1件
d.一字鐘表起子................................................1件
e.中號改針........................................................2件
7)備用零、部件
a.干簧管部件....................................................2套
b.“O”形橡膠密封圈18×2............................1件
c.“O”形橡膠密封圈12×2............................1件
d.“O”形橡膠密封圈7×1.5...........................1件
8)產品使用說明書....................................................1份
9)產品檢定證書........................................................1份
10)產品合格證..........................................................1份
11)儀器箱..................................................................1件