中瑞祥解析流速儀分為旋槳式流速儀原理使用

時(shí)間：2024/6/20閱讀：462

中瑞祥解析流速儀分為旋槳式流速儀原理使用

1、旋槳式流速儀

主要由旋槳、身架和尾翼三部分組成。旋槳內(nèi)裝有訊號(hào)觸點(diǎn)和軸承轉(zhuǎn)軸等，中國(guó)“25-1型"旋槳流速儀的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)中有曲折的迷宮結(jié)構(gòu)，內(nèi)部充滿輕機(jī)油，有較好的防水防沙性能，能在高流速和多沙河流中使用。旋槳式流速儀、旋杯式流速儀和旋葉式流速儀均屬轉(zhuǎn)子式流速儀，工作原理基本相同，是利用水流動(dòng)力推動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)速度推求流速。公式為：

式中為流速；N為時(shí)段內(nèi)的總轉(zhuǎn)數(shù)；為時(shí)段歷時(shí)；c為常數(shù)，反映轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)的摩阻力；K 值取決于槳葉螺距或杯型。K、c值均在專用水槽中檢定得出。在低速情況下由于c 值的影響較大，流速公式呈曲線函數(shù)關(guān)系，不再使用上式。

轉(zhuǎn)數(shù)用計(jì)數(shù)器顯示，計(jì)數(shù)器是小電燈、電鈴和晶體管音響器。旋槳每轉(zhuǎn)動(dòng)20圈,開關(guān)接通一次,電燈閃光或音響，由人工記數(shù)，停表計(jì)時(shí)，較完善的有電動(dòng)計(jì)數(shù)表、電子計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)器和直讀流速顯示器等，這些計(jì)數(shù)器可用于旋槳每轉(zhuǎn)動(dòng) 1圈有許多訊號(hào)的流速儀，能提高測(cè)速精度。

2、電磁式流速儀

原理是把水流作為導(dǎo)體，在一定的磁場(chǎng)中切割磁力線，即產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，其電壓與流速成正比。儀器沒有轉(zhuǎn)子，外形光滑，體積小，功耗低，體腔中有勵(lì)磁線圈，在表面與磁力線垂直的方向上鑲有一對(duì)電極與水體相通。當(dāng)水流在其表面流動(dòng)時(shí)，電極上產(chǎn)生微量電壓信號(hào)，用導(dǎo)線傳送到計(jì)數(shù)器上，經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換等電路處理，即可直接顯示流速。

3、超聲波測(cè)速儀

原理見圖

把換能器布設(shè)在河岸兩邊某水深處，呈斜線方向，A 點(diǎn)發(fā)出一個(gè)聲脈沖到達(dá)B點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)段為，反之由B點(diǎn)發(fā) A點(diǎn)收的歷時(shí)為，由于流速的存在，逆水方向聲速減低，順?biāo)畡t增高，時(shí)間差=-，流速與有線性函數(shù)關(guān)系。用微秒級(jí)的測(cè)時(shí)電路，經(jīng)過處理計(jì)算，即可直接顯示AB線段上的平均流速。

原理

1.1 流速儀原理

流速儀最主要的形式是旋杯式（圖1）和旋漿式（圖2）。

在水流中，杯形或漿形轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)（N）、歷時(shí)（T）與流速（v）之間存在v=KN/T+C的關(guān)系。K是水力螺距，C是儀器常數(shù)，要在室內(nèi)長(zhǎng)水槽內(nèi)檢定。測(cè)驗(yàn)時(shí)，測(cè)定歷時(shí)和轉(zhuǎn)數(shù)，可得出流速

流速儀的使用

用流速儀測(cè)流，要選擇順直河段，垂直流向設(shè)置斷面，并設(shè)置一個(gè)起點(diǎn)樁。常規(guī)做法是沿?cái)嗝嬖谌舾蓽y(cè)深垂線上測(cè)量各垂線的起點(diǎn)距和水深，取得斷面資料，在部分或全部測(cè)深垂線上用流速儀測(cè)量流速。在每條垂線上，常用在2/10、8/10相對(duì)水深處測(cè)速的兩點(diǎn)法，或在6/10相對(duì)水深處測(cè)速的一點(diǎn)法。在精密測(cè)驗(yàn)時(shí)，可以用測(cè)點(diǎn)更多的五點(diǎn)法或十一點(diǎn)法，按垂線將斷面劃分若干部分，以部分平均流速與部分面積的乘積，計(jì)算部分流量，其總和即為流過斷面的總流量。流量除以斷面面積，可以求得斷面平均流速。在有封凍冰層時(shí)，要在斷面各垂線處開鑿冰孔，測(cè)量冰層底面及河床底的“有效水深"，計(jì)算過水面積，用流速儀在冰層下面測(cè)量流速以計(jì)算流量。

除常規(guī)方法外，還有動(dòng)船法和積寬法。前者使用機(jī)船沿?cái)嗝婧叫?，在航行中用回聲儀測(cè)深，用特制流速儀在你固定深度處測(cè)得船速與流速的合速度。通過計(jì)算得出流速與流量。后者用水文纜道懸吊流速儀橫渡斷面流速。

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中瑞祥解析流速儀分為旋槳式流速儀原理使用

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