LS68型旋杯式流速仪低流速测量

       LS68型旋杯式流速仪是一种江河水文测验仪器，用于测定一般河流、渠道、水库、湖泊等过水断面中预定测点的平均流速，从而确定该断面的流量。

流速的测量范围为0.2～3.5m/s。

二、技术数据

    1、仪器的起转速：            V0≤0.08m/s

    2、检定公式的均方差：        m≤±1.5%

    3、旋杯的回转直径：          f＝128mm

    4、每二次信号间旋杯的转数：  5转

三、仪器工作原理及流速测量和计算方法

    1、工作原理

    当水流作用到仪器的感应元件——旋杯时，由于左右二边的杯子具有凹凸形状的差异，因此压力不等，其压力差即形成了一转动力矩，促使旋杯旋转。水流的速度越快，旋杯的转速也越快，它们之间存在着一定的函数关系，此关系是通过检定水槽的实验而确定的。每架仪器检定的结果均附有检定公式，其形式如下：

    V=bn+a（对应于原公式V＝Kn+C）

    式中V—流速（m/s）；

    n—旋杯转率，等于旋杯总转数“N”与相应的测速历时“T”之比，即n＝N/T（1/S）；

    b —水力螺矩（对应于原标准的K），单位是（m）;

    a—仪器常数（对应于原标准的C），单位是（m/s）。

    b和a是表征仪器性能的系数，与旋杯的大小、形状，旋轴的轴向间隙，顶针与顶窝的园弧及其光洁度，接触丝的松紧度等因素有关。因此，对该部分的配合关系必须严格地遵照技术要求进行检查和调整。

    2、流速的测量和计算方法

    用流速仪测量水流速度，实际上是测量在预定时间内旋杯被水流冲击时所产生的转数。旋杯的转数系借助于仪器的接触机构转换为电脉冲信号，经由信号线传递到水面部分的计数设备读出。旋杯每转5转，接触机构接通电路一次，计数设备即接收到一个信号，测量者统计此信号数（乘以5即为旋杯的总转数“N”）和相应的测速历时“T”，据此，即可按上式计算水流速度。

四、仪器结构

本仪器按作用原理可分为：感应部件、传讯盒部件及尾翼部件。

1、感应部件  为本仪器*重要的部分，它接受水流的能量并转换为旋转运动。其主要零件及作用为：

旋杯（1）由六个锥形杯子按一致方向固定在星状的旋盘上组成。旋盘的中间有一孔，装有旋轴（2），二者借旋盘固定帽（13）并紧，使其成一转动体。

旋轴（2）为旋转机构的中枢，上端插进偏心筒（14）之轴套座（19）内，与顶上的钢珠（20）相接触；具有螺纹的一段与齿轮（17）相啮合，下端镶有钢质顶窝（11），坚硬而光滑的窝眼支承在顶针（5）的**上，构成一精密的支承系统。

顶针（5）上端呈锥体，针尖为十分光滑的球面，装在顶头（6）的中间，当调整好轴向间隙以后，用并帽（8）并紧使成一体。使用时安装在轭架的下部孔中，顶住顶窝，支承着旋转部分的全部负荷。顶头的外缘套在旋轴下端的钟形罩内，构成一迷宫，以防河水的侵入。工作完毕后，必须用汽油清洗干净，注以仪器油（以防顶针生锈）放在仪器箱中，同时，拿出旋盘固定器（9）代替顶头安装在轭架下部的孔中，旋盘固定器的油室必须装有棉花并加仪器油，以防顶窝生锈。

顶头上部有一油室，在使用时应加满仪器油，使顶针与顶窝在油浴中工作。这样，既保证了仪器的灵敏度；同时又减少了顶针与顶窝的磨损，从而也增加了仪器的使用寿命。

2、传讯盒部件  能把旋杯的转数转换为电脉冲信号的机构，其主要零件及作用为：

偏心筒（14）为传讯机构的外壳，装在轭架上端的孔中，用轭架顶螺丝固定。拧开上端顶盖（23）可以调整旋轴的轴向间隙，取下侧盖（15），可以调整接触丝（18）以及对内部进行清洗和加油。

齿轮（17）借齿轮轴螺丝（16）安装在偏心筒内，底部垫以垫圈，使齿轮正好与旋轴的螺纹相啮合。齿轮有20个齿，侧面有四个等分的凸出爪子，旋轴（即旋杯）旋转20转，齿轮旋转一周，

弹簧垫圈安装在钢珠座的肩部，用以锁闭钢珠座由于旋杯急速地转动而可能产生回松。如弹簧垫圈在使用后，有破损或弹性失灵的现象，可以更换备用件，步骤如下：

（1） 旋下钢珠座，取下坏的弹簧垫圈。

（2） 换上新的弹簧垫圈，注意凸面应朝上。

（3）旋进钢珠座，至感觉压住弹簧垫圈，然后再旋进半圈到1圈即可，垫圈凸起高度为0.7～1.2毫米，本身厚度为0.3毫米，因此旋进距离应视每个弹簧垫圈实际凸起厚度而定，一般以能觉出弹簧的弹性为准。

*后可以试验旋杯转动的灵敏度：

将仪器持平，用嘴吹气观察旋杯转动的情况，如转动灵活，停止徐缓，没有跳动或突然停止的现象，即表示旋转部分工作是正常的。

    2、接触丝的调整与更换  

    传讯盒部件中接触丝安装的正确性不仅影响测流工作能否顺利进行，而更重要的是影响到仪器检定公式的常数，即水文测验成果的精度。因此，在测流之前，必须耐心地进行试验和调整。

试验接触装置

打开侧盖，转动旋杯，观察齿轮转动时其四接触爪与接触丝接触的情况，在正常的情况下，接触丝应该处于接触爪的正上方，当爪子转至顶点时，应该能把接触丝抬高0.2mm（相当于3根头发粗细）的高度。观察接触丝，当它被齿轮的爪子抬起以及自动落下时，应很和缓，没有跳动现象；用嘴轻轻地吹动杯子，旋杯转动应灵活，没有阻滞现象，在这种情况下，观察信号延续的时间约为旋杯转动

均可购到，故本仪器不另附。

2、悬挂设备是供测量时悬吊仪器至预定的测点位置所必需的设备。

绳钩：本仪器附有1个绳钩，用于把仪器联挂在钢丝绳上。使用时，必须把绳钩的滚花螺帽拧紧，以免负荷较重时产生变形。绳钩允许负荷重50千克铅鱼。

铅鱼（包括悬杆）：供测量时稳定仪器于测点位置之用。按重量分有下列规格：8、15、30、50千克等。

钢丝绳：直径为3～4毫米，长度有15、30、40米等三种，头部编有牛眼，供悬挂仪器之用。

3、装卸工具为安装、拆卸仪器所必须的专用工具。本仪器备有：

三用板手：用于装卸偏心筒上的侧盖、顶盖、小六角螺帽，轭架上的悬杆螺丝，旋盘固定螺帽以及顶针上的并帽等。

木柄起子（50×φ5）：供装卸轭架顶螺丝和调节顶针、钢珠座等使用。

钟表起子：供装卸（接触丝）固定螺丝使用。

镊子：供调整接触丝使用。