旋 杯 式 低 流 速 儀

說(shuō) 明 書(shū)

北京恒奧德科技有限公司

一,、用途及使用范圍

   旋杯式低流速儀是一種江河水文測(cè)驗(yàn)儀器,，用于測(cè)定一般河流、渠道,、水庫(kù),、湖泊等過(guò)水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測(cè)點(diǎn)的平均流速，從而確定該斷面的流量,。

流速的測(cè)量范圍為0.02～0.5m/s,。

二、數(shù)據(jù)

    1,、儀器的起轉(zhuǎn)速：            V0≤0.018m/s

    2,、旋杯的回轉(zhuǎn)直徑            f＝128mm

    3,、每二次信號(hào)間旋杯的轉(zhuǎn)數(shù)：  1轉(zhuǎn)

    4、檢定公式的均方差          m≤±2%

三,、儀器工作原理及流速測(cè)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(shí)，由于左右兩邊的杯子具有凹凸形狀的差異,，因此壓力將不等,，其壓力差即形成了一轉(zhuǎn)動(dòng)力矩并促使旋杯旋轉(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(guò)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＝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(cè)速歷時(shí)“T”之比,，即n＝T（N）（1/S）

    K —水力螺距（m）;

    C—儀器常數(shù)（m/s）。

    K和C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,，頂針與寶石軸承的圓弧,、光潔度等因素有關(guān)。因此,，對(duì)該部分的配合關(guān)系嚴(yán)格地遵照要求進(jìn)行檢查和調(diào)整,。

    2、流速的測(cè)量和計(jì)算方法

    用流速儀測(cè)量水流速度,，實(shí)際上乃是測(cè)量在預(yù)定時(shí)間內(nèi)旋杯被水流沖擊時(shí)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)數(shù),。旋杯的轉(zhuǎn)數(shù)借助于儀器的接觸機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，并經(jīng)由電線(xiàn)傳遞到水面部分的計(jì)數(shù)器,。旋杯每轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn),，接觸機(jī)構(gòu)接通電路一次，計(jì)數(shù)器即發(fā)出一次信號(hào),。測(cè)量者統(tǒng)計(jì)此信號(hào)數(shù)“N”和相應(yīng)的測(cè)速歷時(shí)“T”,，據(jù)此，即可按上式計(jì)算水流速度,。

四,、儀器結(jié)構(gòu)

本儀器按工作原理可分為：感應(yīng)部件、傳訊機(jī)構(gòu)、尾翼,、轉(zhuǎn)軸,、測(cè)探錘等五部分，詳見(jiàn)圖1和圖2,。

1,、感應(yīng)部件為本儀器zui重要的部分，它接受水流的能量并轉(zhuǎn)換為旋杯的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),。

旋杯（1）是由六個(gè)錐形杯子按一致方向用固定圈相互膠合而成,。固定圈中間有一孔，裝有旋軸（2）,，二者借旋盤(pán)固定帽（22）并緊,，使其成一轉(zhuǎn)動(dòng)體。

旋軸（2）為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的中樞,，上端插進(jìn)傳訊座（13）內(nèi),，并與頂上之瑪瑙軸承相接觸；下端鑲有寶石軸承（15）,，其堅(jiān)硬而光滑的窩眼支承在頂針（20）的上，構(gòu)成一的支承系統(tǒng),。

頂針（20）上端呈錐體,，針尖為十分光滑的球面，裝在頂頭（19）中間,，當(dāng)調(diào)整好軸向間隙以后,，用并帽（17）并緊使成一體。使用時(shí)安裝在軛架的下部孔中,，頂住寶石軸承,，支承著旋轉(zhuǎn)部分的全部負(fù)荷。頂頭的外徑被旋軸上的鐘形罩套住,，構(gòu)成一迷宮,，以防河水的侵入。工作完畢后,，將頂針,、頂頭清洗干凈，注以?xún)x器油以防頂針生銹,。同時(shí),，拿出旋盤(pán)固定器代替頂頭安裝在軛架下部孔中，旋盤(pán)固定器的油室裝有棉花并加儀器油,。

頂頭上部有一油室,，在使用時(shí)應(yīng)加滿(mǎn)儀器油，使頂針與寶石軸承在油浴中工作。這樣,，既保證了儀器的靈敏度,；同時(shí)又減少了頂針與寶石軸承的磨損，從而也延長(zhǎng)了儀器的使用壽命,。

2,、傳訊機(jī)構(gòu)的作用是把旋杯的轉(zhuǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為電脈沖信號(hào)，它由舌簧管（10）和磁鋼（4）等所組成,。

工作原理：舌簧管內(nèi)的一對(duì)動(dòng)合觸點(diǎn)具有導(dǎo)磁又導(dǎo)電的雙重作用,。當(dāng)旋軸上磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)至舌簧管一側(cè)時(shí)，舌簧片被磁化,，當(dāng)磁場(chǎng)足夠強(qiáng)時(shí),，磁力便克服簧片的彈力而互相吸引，使二簧片接通,。當(dāng)磁鋼轉(zhuǎn)至另一個(gè)側(cè)時(shí),，磁場(chǎng)減弱，簧片便借本身之彈力而斷開(kāi),。因此,，旋杯每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，二舌簧片接通一次,，計(jì)數(shù)器即發(fā)出一個(gè)信號(hào),。

可能產(chǎn)生故障和克服、避免辦法：磁鋼對(duì)著舌簧管時(shí)間太長(zhǎng),，簧片被磁化并可能產(chǎn)生殘余磁力,，以至于雖然磁鋼轉(zhuǎn)至另一側(cè)時(shí)簧片也不脫開(kāi)。這時(shí),，可將傳訊部分拿出,，舌簧管脫離磁場(chǎng)后可恢復(fù)正常，再裝進(jìn)去即可進(jìn)行工作,。

為避免這種現(xiàn)象產(chǎn)生,，儀器裝箱時(shí)，應(yīng)把旋杯位置固定,。這位置可用計(jì)數(shù)器檢查,，轉(zhuǎn)動(dòng)旋杯，以不發(fā)出信號(hào)為準(zhǔn),。

舌簧管靈敏度很高,，與磁鋼的配合關(guān)系要求甚嚴(yán)。出廠(chǎng)時(shí)每個(gè)舌簧管均非常準(zhǔn)確地配予相應(yīng)的磁鋼,。所以,，不同儀器的舌簧管和磁鋼之間不能互換,，舌簧管位置也不應(yīng)變動(dòng)。

如舌簧管損壞時(shí),，可將旋軸和傳訊部件寄廠(chǎng)修理,。

旋軸上的*磁鋼不許用鐵塊（如起子）吸引更不得靠近磁場(chǎng)，清洗時(shí)二旋軸也不應(yīng)放在一起,，以免磁力減弱,。

舌簧管使用壽命在24V、100mA條件下為107次,。

防護(hù)罩（3）用以保護(hù)傳訊機(jī)構(gòu)各零件,，應(yīng)擰緊以防止進(jìn)水。

3,、尾翼為儀器的平衡部件,，測(cè)流時(shí)可使儀器軸向順著水流。它由十字交叉的尾翼（24）和平衡錘（26）等所組成,。

當(dāng)流速小于0.1~0.2米/秒時(shí),，應(yīng)卸下平衡錘裝上接尾桿（見(jiàn)圖1）。

在測(cè)量前,，應(yīng)在當(dāng)?shù)仂o水中校正好儀器的水平位置,，為此可調(diào)整平衡錘（平衡圈）。

4,、轉(zhuǎn)軸用于懸掛儀器,。轉(zhuǎn)軸部件裝有球軸承，保證儀器能很靈活地轉(zhuǎn)動(dòng),。

為避免球軸承因進(jìn)水而生銹，轉(zhuǎn)軸部件的聯(lián)接套軸腔中應(yīng)加滿(mǎn)儀器油,。

測(cè)流完畢,，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)軸內(nèi)部是否進(jìn)水。如有水珠現(xiàn)象,，球軸承等內(nèi)部各零件應(yīng)用汽油清洗干凈,，重新加油。反牙螺絲套裝卸時(shí)應(yīng)注意,，與一般正牙螺絲方向相反,！

轉(zhuǎn)軸只能懸吊本儀器及所附之測(cè)深錘。

5,、測(cè)深錘在測(cè)流時(shí)用于測(cè)量垂線(xiàn)水深和穩(wěn)定儀器,。當(dāng)測(cè)深錘碰觸河底時(shí)，水上計(jì)數(shù)器即發(fā)出信號(hào),。這時(shí)鋼絲繩下放深度即為水深,。

測(cè)深錘上桿套的接線(xiàn)柱應(yīng)該用電線(xiàn)聯(lián)通傳訊機(jī)構(gòu),。為保證導(dǎo)電良好，下桿和下桿套下面的螺絲（M6×20）也應(yīng)該用電線(xiàn)聯(lián)接起來(lái),。

測(cè)深錘底部至儀器中心距離為0.2米,。

五、流速儀施測(cè)前的準(zhǔn)備

測(cè)流前應(yīng)該檢查旋軸的間隙,、旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)的靈敏度以及傳訊機(jī)構(gòu)和計(jì)數(shù)器等的工作情況,。

旋軸的瑪瑙軸承與旋軸尖之間的軸向竄動(dòng)范圍稱(chēng)為旋軸的間隙。間隙的大小關(guān)系到儀器的靈敏度,、傳動(dòng)系統(tǒng)的使用壽命以及儀器的檢定公式,。因此，小心謹(jǐn)慎地進(jìn)行試驗(yàn)和調(diào)整,。

1,、安裝頂針

（1）用起子擰松軛架頂螺絲，取下旋盤(pán)固定器,。

（2）將油室中塞有棉花的頂針 - 頂頭從儀器箱中取出,，拿出棉花，注滿(mǎn)儀器油,，插入原裝旋盤(pán)固定器的軛架孔內(nèi),，小心壓緊，使它們之間沒(méi)有空隙,，然后將軛架頂螺絲上緊,。

安裝時(shí)應(yīng)注意：如頂頭內(nèi)有黃油，頂頭外部及軛架孔中有污物,，預(yù)先擦洗干凈,。

2、試驗(yàn)旋軸的間隙

左手握住軛架,，右手扶住旋杯,，輕輕地把旋杯往上、下移動(dòng),，感覺(jué)其間隙大小,。

如覺(jué)得有輕微的竄動(dòng)，此間隙已達(dá)0.03~0.05毫米,；如覺(jué)得有顯著的竄動(dòng),，則應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。

新儀器在使用之前,，工作者試驗(yàn)幾次,，并記憶其松緊程度，便于以后有所比較,。

3,、調(diào)整旋軸間隙

旋軸的間隙用旋轉(zhuǎn)瑪瑙座及頂座調(diào)整,。

記住下列的數(shù)據(jù)，對(duì)調(diào)整工作是有幫助的,；

（1）瑪瑙座,、頂座螺距均為0.5毫米，即每旋轉(zhuǎn)一周,，進(jìn)程為0.5毫米,；每10°為0.014毫米。

（2）標(biāo)準(zhǔn)間隙值為0.03~0.05毫米,。故調(diào)整時(shí),，也可以使間隙近于零（但不準(zhǔn)至零），然后旋回20°~30°,。

（3）zui小間隙值不得小于0.02毫米,。

（4）zui大的間隙值不得大于0.1毫米。

（5）每次調(diào)整量應(yīng)為10°~5°逐步減少,，每調(diào)整一次應(yīng)重復(fù)試驗(yàn)間隙一次,。

一般用起子旋轉(zhuǎn)瑪瑙座調(diào)整間隙，如調(diào)整范圍較大時(shí),，可先對(duì)頂針作初步調(diào)整,，然后再用瑪瑙座仔細(xì)調(diào)整。

調(diào)整時(shí)應(yīng)注意：

每次旋進(jìn)應(yīng)非常小心謹(jǐn)慎不應(yīng)過(guò)猛,，以免頂針尖,、旋軸尖頂禿，瑪瑙,、寶石軸承頂毛,。

4、換用新頂針

日久,，頂針尖有顯著磨損,、斷裂或生銹時(shí)，應(yīng)更換備用的頂針,。在其它結(jié)構(gòu)均無(wú)變化時(shí)，不必重新檢定,。

備用頂針磨損,，仍可以重配，安裝步驟如下：

（1）板松并帽,，松開(kāi)軛架螺絲,，將頂頭 – 頂針從軛架上取下。

（2）旋出壞頂針,，換上新頂針,，先上淺些,，不得旋得過(guò)多。

（3）上回并帽,，但暫不并緊,。

（4）將頂頭 – 頂針裝上軛架，并用軛架頂螺絲固緊,。

（5）將頂針微微地旋進(jìn),，至頂針接近寶石，然后回轉(zhuǎn)180°,。

（6）用起子穩(wěn)定頂針,，同時(shí)借助于板手旋緊并帽，使頂針的位置固定,。注意勿使頂針跟著并帽一起轉(zhuǎn)動(dòng),，致使頂針頂壞。

（7）旋轉(zhuǎn)瑪瑙座,，調(diào)整間隙至達(dá)到要求,。

5、換用新寶石軸承

寶石軸承如有磨損或碎裂,，應(yīng)更換新的,。

更換時(shí)，用鑷子二插進(jìn)寶石座二孔中,，壓緊（勿使滑出）,，按反時(shí)針?lè)较蛴昧剞D(zhuǎn)。把寶石座拿出來(lái),。將新寶石座（內(nèi)裝有寶石軸承）裝上,，應(yīng)擰緊以免使用時(shí)松脫。

6,、試驗(yàn)旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)的靈敏度

將儀器持平,，用嘴微吹，驗(yàn)看旋杯轉(zhuǎn)動(dòng)的情況,，如轉(zhuǎn)動(dòng)靈活,、停止徐緩，沒(méi)有跳動(dòng)或突然停止的現(xiàn)象,，即表示旋轉(zhuǎn)部分工作是正常的,。

六、儀器的安裝和拆洗

儀器的安裝

1,、打開(kāi)儀器箱,，手握軛架，將儀器輕輕地提起,。

2,、卸下旋盤(pán)固定器,，裝上頂頭 – 頂針，固緊軛架頂螺絲,。

3,、把儀器安裝到轉(zhuǎn)軸上，并上緊懸桿螺絲,。

4,、轉(zhuǎn)油的底孔裝上測(cè)深錘，用半圓頭螺釘固緊,。

5,、轉(zhuǎn)軸的上孔借繩鉤聯(lián)掛到鋼絲繩的牛眼中，并上緊滾花螺帽,。

6,、把儀器掛起，用平衡錘調(diào)整儀器平衡,，然后固緊,。這一試驗(yàn)應(yīng)在當(dāng)?shù)仂o水中進(jìn)行。

7,、把雙股膠質(zhì)線(xiàn)一端的兩線(xiàn)頭分別接到儀器的傳訊機(jī)構(gòu)和軛架的接線(xiàn)柱上,；而另一端的兩線(xiàn)頭接計(jì)數(shù)器的兩個(gè)接線(xiàn)柱。

8,、轉(zhuǎn)動(dòng)旋杯,，檢查計(jì)數(shù)器的工作情況。

9,、zui后,，對(duì)各部分的緊固螺絲、螺帽和聯(lián)接機(jī)構(gòu)的可靠性再作一次周密的檢查,。證實(shí)正確無(wú)誤后,，即可下水開(kāi)始工作。

儀器的拆洗

1,、儀器測(cè)流完畢后,，須立即在當(dāng)?shù)赜酶擅聿羶羲帧?/span>

2、松開(kāi)上部軛架頂螺絲,，取下傳訊機(jī)構(gòu),，用鑷子裹上棉花球沾汽油擦洗傳訊座孔內(nèi)及旋軸周?chē)奈鬯⒃谛S尖及瑪瑙中注以?xún)x器油,。

3、將頂頭 – 頂針取下,，用干毛巾擦凈,，油室中如含有水分或泥沙,，可先用汽油（或煤油）晃洗幾次，然后,，再用鑷子捏住小棉花球擦拭干凈,，注入儀器油，放回箱內(nèi)的位置,。

4,、寶石軸承用小棉花球擦拭干凈，注入儀器油,。

5,、將傳訊機(jī)構(gòu)裝回，并用軛架頂螺絲固定,。

6,、用旋盤(pán)固定器代替頂頭–頂針裝于軛架下部孔中，以防頂針尖在運(yùn)輸和攜帶過(guò)程中由于振動(dòng)而斷裂,。

七,、使用儀器注意事項(xiàng)

小心地使用和仔細(xì)地養(yǎng)護(hù)，可保證流速儀正常工作,，并且獲得可靠的水文資料,。為此應(yīng)注意執(zhí)行下列規(guī)定：

1、儀器及全部附件應(yīng)良好和清潔地安放在儀器箱中,，并且收藏在干燥,、通風(fēng)房間的木柜中。

2,、拆卸,、清洗及安裝儀器以前，通曉?xún)x器的結(jié)構(gòu)和拆洗方法,。否則不準(zhǔn)隨便拆卸,。

3、儀器各部分均不能任意碰撞,、擠壓,、軛架、旋杯,、旋軸,、頂針等零件尤須注意。

4,、儀器應(yīng)隨時(shí)注意保護(hù),，旋軸尖、頂針、寶石軸承等處常加儀器油以資保護(hù),。

5,、頂頭油室，在使用前注滿(mǎn)儀器油,。在連續(xù)使用一定時(shí)間后,，檢查其中貯油情況。具體時(shí)間可根據(jù)當(dāng)?shù)睾恿魈匦裕魉?、含沙量和水深）試?yàn)決定,。

6、儀器油采用8號(hào)儀表油（GB487）,。代用油為25號(hào)或10號(hào)變壓器油,，不得任意改用其它粘度的油類(lèi)。儀器油用后將瓶蓋蓋嚴(yán),。

7,、旋軸的間隙應(yīng)經(jīng)常加以試驗(yàn)，盡量控制在0.03～0.05毫米范圍內(nèi),，否則,，當(dāng)間隙過(guò)大時(shí)，頂針尖將因旋杯一旋盤(pán)受水流的沖擊,、振動(dòng)而斷裂,；間隙過(guò)小時(shí)，靈敏度差,，并影響流速儀檢定公式,，即測(cè)驗(yàn)精度。

8,、儀器裝箱時(shí),，將頂頭—頂針取下，換上加過(guò)油的旋盤(pán)固定器,。

9,、使用三用扳手和起子時(shí)，注意以適當(dāng)?shù)膲毫Π淳o,，然后旋動(dòng),，以免工具滑出時(shí)，將槽口刮壞,。

10,、關(guān)閉箱蓋時(shí)，務(wù)必小心,，不宜過(guò)猛,。如遇關(guān)閉不平服時(shí)，應(yīng)立即檢查內(nèi)部安放情況，絕不可硬壓,！

11,、當(dāng)儀器長(zhǎng)期儲(chǔ)藏不用或長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)，頂頭的油室須加儀器油并復(fù)以棉花和黃油,，以免油分揮發(fā)，頂針生銹,。

12,、另購(gòu)頂針時(shí)，須說(shuō)明儀器型號(hào),。

13,、流速儀使用一段時(shí)間后，檢定系數(shù)發(fā)生變化,，需重新檢定,。其具體時(shí)間應(yīng)根據(jù)測(cè)流時(shí)的流速和含沙量等因素來(lái)判定。一般在下列情況下應(yīng)重新檢定：

（1）旋杯碰傷產(chǎn)生變形,，頂針生銹或明顯磨損時(shí),；

（2）與常用儀器的比測(cè)中，發(fā)現(xiàn)具有系統(tǒng)性的偏差或累積頻率75%以上的測(cè)次的相對(duì)偶然性誤差超過(guò)2～3%時(shí),。

八,、儀器的全套設(shè)備

    1、儀器本身及附件

（1）旋杯式低流速儀 1架

（2）轉(zhuǎn)軸部件 1件

（3）測(cè)深錘部件 1套

（4）接尾桿 1件

（5）固尾螺絲（裝于接尾桿上） 1件

（6）半圓頭螺釘（M6×20裝于轉(zhuǎn)軸上） 1件

（7）旋盤(pán)固定器 1件

（8）繩鉤 1件

（9）三用板手 1件

（10）木柄起子（2”） 1件

（11）鑷子 1件

（12）油瓶（內(nèi)裝儀器油,，約100毫升） 1件

（13）小油壺 1件

（14）儀器使用說(shuō)明書(shū) 1份

（15）儀器檢定證 1張

（16）履歷表 1份

2,、儀器備用件

（1）頂頭一頂針 1件

（2）軛架頂螺絲 1件

（3）開(kāi)口銷(xiāo) 1件

（4）止動(dòng)墊圈 1件

3、附件（用戶(hù)可根據(jù)需要和使用環(huán)境另行訂購(gòu)）：

（1）雙股膠質(zhì)線(xiàn)（長(zhǎng)度為：15,、30,、40米幾種）。

（2）鋼絲繩（直徑為3～4毫米,，長(zhǎng)度分：15,、30、40米幾種,，頭部帶有牛眼）

（3）計(jì)數(shù)器（不得使用電鈴計(jì)數(shù)器）或通用流速測(cè)算儀,。

九、使用期限

1,、在遵守儀器使用和保養(yǎng)規(guī)則的情況下,，本儀器的使用期限為10年。

2,、流速儀檢定公式在正常的使用下,，穩(wěn)定期一般為一年或200小時(shí)，逾期應(yīng)送檢定單位重新檢定。

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