中小河流旋浆式流速流量仪

1   概述

1.1  主要用途及适用范围

LJ20系列旋桨式流速仪执行GB/T11826-2002《转子式流速仪》等相关***。

 旋桨式流速仪广泛适用于水文测验、水利调查、农田灌溉、径流实验等，亦可适用于水电、环保、矿山、交通、地质、科研院所、市政等行业或部门进行相关流速或流量的监测。

2   主要技术性能及参数

1）  旋桨回转直径：           Φ125mm

2）  旋桨水力螺距b：        200mm（理论值）

3）  起转速度v₀：              0.03m/s

4）  临界速度v_k：              约0.13m/s

（以实际检定值为准。据统计分析，v_k远小于上述值。）

5）  测速范围：                   0.04m/s～10m/s

6）  输出信号：                   磁激式开关接点通断信号

7）  信号数/转子转数：      1/20（LJ20A型）

（每20转1个信号）

1/1（LJ20C型）

（每1转1个信号）

8）  开关接点容量：           DC   U≤24V

I≤120mA

9）  接点工作次数：           1×10⁷

10）全线相对均方差m：    |m|≤1.5% （用于v≥v_k时）

11）相对误差δ：                |δ|≤5%（用于v＜v_k时）

12）工作水体环境：           水温0℃～＋40℃

水深0.2m～50m

悬移质含沙量≤50kg/m³

13）贮存环境：                   温度－25℃～＋55℃

湿度≤90%

流速仪的使用应严格按照SL443-2009《水文缆道测验规范》、GB50179-93《河流流量测验规范》及其它相关水文测验规范的有关规定执行。

5.1  使用前的准备

流速仪入水使用前，应进行以下简单测试：

（1）灵敏度测试

1）对准旋桨迎水面轻缓而均匀地吹气，旋桨应能轻松起转，无卡顿现象；

注     该项测试在很大程度上取决于使用者的实际经验，应反复测试，熟练掌握，以便今后有所比较。

2）用手快速拨转旋桨，应无急停现象。

（2）信号测试

使用计数器或音响器、万用表等进行测试，信号应准确、可靠。对于LJ20A型，其信号占空比约7/20。

5.2  流速与转子速率的关系

在临界速度v_k以上，水流速度（通常指某测点的时段平均流速）与流速仪转子速率之间存在一个比较稳定的线性关系。LJ20系列旋桨式流速仪具有良好的低速性能，为方便数据处理，在确保精度的前提下，测速范围内提供以下统一关系式：

            （1）

式中：    v—流速（时段平均流速），m/s

               a—流速仪常数，m/s

               b—旋桨水力螺距，m

               n—流速仪转子速率，s^-1

              （2）

式中：    R—流速仪转子总转数

T—测速历时，s

为消除水流脉动对测量精度的影响，根据水文测验规范的要求，一般T≥100s。

对于LJ20A型旋桨式流速仪，转子每旋转20转，流速仪产生1个信号，因此公式（1）有如下表述：

             （3）

式中：    N—测速历时内总信号数

对于LJ20C型旋桨式流速仪，转子每旋转1转，流速仪产生1个信号，因此公式（1）有如下表述：

                 （4）

式中：    N—测速历时内总信号数

公式（3）、（4）中a、b值的确定，由专门的流速仪检定机构通过水槽检定（参见GB/T 21699-2008《直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法》）后给出，并出具检定证书。对于不同的流速仪个体，其值各不相同。流速仪出厂前，检定证书随机发出。用户在使用流速仪前，可从检定证书中查出该台流速仪的相应a、b值。

由上述可知，用户只需测出总信号数及对应的测速历时，便可计算出该时段内某测点的平均流速。

5.3  使用、操作及注意事项

流速仪一般需与合适的计数器一起使用。根据信号数与转子转数的比例，低速测量时亦可采用人工计数（如音响器与秒表配合使用）。

注     使用流速仪计数器可自动测算流速，方便快捷。

使用过程中应注意以下事项：

（1）入水前，裸露的信号接线处应用绝缘胶布或胶带裹紧，以免水体成为信号介质；

（2）使用悬杆、悬索方式安装时，应注意流速仪在水中的平衡状态。若发现有不平衡现象，通过调整尾翼部件内部平衡螺钉的位置，可使流速仪在水中处于水平状态（流速出厂前已做好该项调整）；

（3）入水前，应检查流速仪安装各环节是否稳固；

（4）流速较大时，应安装尾翼部件，并应使尾翼部件先入水，以利定向；

（5）流速仪提出水面时，为防止可能发生的旋桨松脱现象，不可使旋桨迎水面背离流向（流速较大时尤其注意）。