一、用途及使用范圍

    LS78型旋杯式低流速儀是一種江河水文測驗儀器，用于測定一般河流、渠道、水庫、湖泊等過水斷面中預(yù)定測點的平均流速，從而確定該斷面的流量。

流速的測量范圍為0.02～0.5m/s。

二、技術(shù)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量和計算方法

    1、工作原理

    當水流作用到儀器的感應(yīng)元件——旋杯時，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)系是通過檢定水槽的實驗而確定的。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)的測速歷時“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，對該部分的配合關(guān)系必須嚴格地遵照技術(shù)要求進行檢查和調(diào)整。

    2、流速的測量和計算方法

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

四、儀器結(jié)構(gòu)

本儀器按工作原理可分為：感應(yīng)部件、傳訊機構(gòu)、尾翼、轉(zhuǎn)軸、測探錘等五部分，詳見圖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)運動。

旋杯（1）是由六個錐形杯子按*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），二者借旋盤固定帽（22）并緊，使其成一轉(zhuǎn)動體。

旋軸（2）為旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的中樞，上端插進傳訊座（13）內(nèi)，并與頂上之瑪瑙軸承相接觸；下端鑲有寶石軸承（15），其堅硬而光滑的窩眼支承在頂針（20）的*上，構(gòu)成一精密的支承系統(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，當調(diào)整好軸向間隙以后，用并帽（17）并緊使成一體。使用時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，必須將頂針、頂頭清洗干凈，注以儀器油以防頂針生銹。同時，拿出旋盤固定器代替頂頭安裝在軛架下部孔中，旋盤固定器的油室必須裝有棉花并加儀器油。

頂頭上部有一油室，在使用時應(yīng)加滿儀器油，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；同時又減少了頂針與寶石軸承的磨損，從而也延長了儀器的使用壽命。

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

工作原理：舌簧管內(nèi)的一對動合觸點具有導磁又導電的雙

重作用。當旋軸上磁鋼轉(zhuǎn)動至舌簧管一側(cè)時，舌簧片被磁化，當磁場足夠強時，磁力便克服簧片的彈力而互相吸引，使二簧片接通。當磁鋼轉(zhuǎn)至另一個側(cè)時，磁場減弱，簧片便借本身之彈力而斷開。因此，旋杯每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，二舌簧片接通一次，計數(shù)器即發(fā)出一個信號。

可能產(chǎn)生故障和克服、避免辦法：磁鋼對著舌簧管時間太長，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)時簧片也不脫開。這時，可將傳訊部分拿出，舌簧管脫離磁場后可恢復(fù)正常，再裝進去即可進行工作。

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

舌簧管靈敏度很高，與磁鋼的配合關(guān)系要求甚嚴。出廠時每個舌簧管均非常準確地配予相應(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。

如舌簧管損壞時，可將旋軸和傳訊部件寄廠修理。

旋軸上的*磁鋼不許用鐵塊（如起子）吸引更不得靠近磁場，清洗時二旋軸也不應(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。

防護罩(3)用以保護傳訊機構(gòu)各零件，應(yīng)擰緊以防止進水。

3、尾翼為儀器的平衡部件，測流時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。

當流速小于0.1~0.2米/秒時，應(yīng)卸下平衡錘裝上接尾桿（見圖1）。

在測量前，應(yīng)在當?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)軸部件裝有精密球軸承，保證儀器能很靈活地轉(zhuǎn)動。

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

測流完畢，應(yīng)檢查轉(zhuǎn)軸內(nèi)部是否進水。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深錘。

5、測深錘在測流時用于測量垂線水深和穩(wěn)定儀器。當測深錘碰觸河底時，水上計數(shù)器即發(fā)出信號。這時鋼絲繩下放深度即為水深。

測深錘上桿套的接線柱應(yīng)該用電線聯(lián)通傳訊機構(gòu)。為保證導電良好，下桿和下桿套下面的螺絲（M6×20）也應(yīng)該用電線聯(lián)接起來。

測深錘底部至儀器中心距離為0.2米。

五、流速儀施測前的準備

測流前應(yīng)該檢查旋軸的間隙、旋杯轉(zhuǎn)動的靈敏度以及傳訊機構(gòu)和計數(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范圍稱為旋軸的間隙。間隙的大小關(guān)系到儀器的靈敏度、傳動系統(tǒng)的使用壽

命以及儀器的檢定公式。因此，必須小心謹慎地進行試驗和調(diào)整。

1、安裝頂針

（1）用起子擰松軛架頂螺絲，取下旋盤固定器。

（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，注滿儀器油，插入原裝旋盤固定器的軛架孔內(nèi)，小心壓緊，使它們之間沒有空隙，然后將軛架頂螺絲上緊。

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

2、試驗旋軸的間隙

左手握住軛架，右手扶住旋杯，輕輕地把旋杯往上、下移動，感覺其間隙大小。

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

新儀器在使用之前，工作者必須試驗幾次，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，進程為0.5毫米；每10°為0.014毫米。

（2）標準間隙值為0.03~0.05毫米。故調(diào)整時，也可以使間隙近于零（但不準至零），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，可先對頂針作初步調(diào)整，然后再用瑪瑙座仔細調(diào)整。

調(diào)整時應(yīng)注意：

每次旋進應(yīng)非常小心謹慎不應(yīng)過猛，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，應(yīng)更換備用的頂針。在其它結(jié)構(gòu)均無變化時，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，至頂針*接近寶石，然后回轉(zhuǎn)180°。

（6）用起子穩(wěn)定頂針，同時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，致使頂針頂

壞。

（7）旋轉(zhuǎn)瑪瑙座，調(diào)整間隙至達到要求。

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，用鑷子二*插進寶石座二孔中，壓緊（勿使滑出），按反時針方向用力回轉(zhuǎn)。把寶石座拿出來。將新寶石座（內(nèi)裝有寶石軸承）裝上，應(yīng)擰緊以免使用時松脫。

6、試驗旋杯轉(zhuǎn)動的靈敏度

將儀器持平，用嘴微吹，驗看旋杯轉(zhuǎn)動的情況，如轉(zhuǎn)動靈活、停止徐緩，沒有跳動或突然停止的現(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、打開儀器箱，手握軛架，將儀器輕輕地提起。

2、卸下旋盤固定器，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。這一試驗應(yīng)在當?shù)仂o水中進行。

7、把雙股膠質(zhì)線一端的兩線頭分別接到儀器的傳訊機構(gòu)和軛架的接線柱上；而另一端的兩線頭接計數(shù)器的兩個接線柱。

8、轉(zhuǎn)動旋杯，檢查計數(shù)器的工作情況。

9、zui后，對各部分的緊固螺絲、螺帽和聯(lián)接機構(gòu)的可靠性再作一次周密的檢查。證實正確無誤后，即可下水開始工作。

儀器的拆洗

1、儀器測流完畢后，須立即在當?shù)赜酶擅聿羶羲帧?/span>

2、松開上部軛架頂螺絲，取下傳訊機構(gòu)，用鑷子裹上棉花球沾汽油擦洗傳訊座孔內(nèi)及旋軸周圍的污水，并在旋軸尖及瑪瑙中注以儀器油。

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、將傳訊機構(gòu)裝回，并用軛架頂螺絲固定。

6、用旋盤固定器代替頂頭–頂針裝于軛架下部孔中，以防頂針尖在運輸和攜帶過程中由于振動而斷裂。

七、使用儀器注意事項

小心地使用和仔細地養(yǎng)護，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、通風房間的木柜中。

2、拆卸、清洗及安裝儀器以前，必須通曉儀器的結(jié)構(gòu)和拆洗方法。否則不準隨便拆卸。

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)隨時注意保護，旋軸尖、頂針、寶石軸承等處必須常加儀器油以資保護。

5、頂頭油室，在使用前必須注滿儀器油。在連續(xù)使用一定時間后，必須檢查其中貯油情況。具體時間可根據(jù)當?shù)睾恿魈匦裕魉佟⒑沉亢退睿┰囼灈Q定。

6、儀器油采用8號儀表油（GB487）。代用油為25號或10號變壓器油，不得任意改用其它粘度的油類。儀器油用后必須將瓶蓋蓋嚴。

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

8、儀器裝箱時，必須將頂頭—頂針取下，換上加過油的旋盤固定器。

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

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

11、當儀器*儲藏不用或長途運輸時，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、另購頂針時，須說明儀器型號。

13、流速儀使用一段時間后，檢定系數(shù)發(fā)生變化，需重新檢定。其具體時間應(yīng)根據(jù)測流時的流速和含沙量等因素來判定。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；

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

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，逾期應(yīng)送檢定單位重新檢定。

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