工程水文学水文要素观测试验

课程实验报告

学年学期2012—2013学年第二学期课程名称工程水文学

实验名称河道测深测速实验

实验室北校区灌溉实验站

专业年级热动113

学生姓名白治朋

学生学号2011012106

任课教师向友珍李志军

水利与建筑工程学院

一、实验目的

（1）了解LS45A型流速仪的主要构造及其作用、仪器的性能。

（2）掌握流速仪的装配步骤与保养方法。

（3）学会流速仪测流的基本方法。

二、实验内容

本次试验我们在学校北的水文与水资源试验基地做的。主要实验内容是学会用LS45A 型测速仪测量水渠的流速。并做好测深、测速及流量的计算。

参观各种气象测量仪器，并对这些仪器的性能、作用及工作原理做简单了解。

三、实验设备

LS45A型旋杯式流速仪（带电线6米、航空插头一只）HR-2型流速仪测算仪、米尺、

砖头、实验数据记录表

四、实验仪器及介绍

LS45A型流速仪采用新颖的电子器件，无触点式测量流速，流量，体积小巧美观,性能可靠，灵敏度高，防沙性能好，耐腐蚀，免拆洗，测量流速范围大，使用方便等特点。是工业废水排放渠，农灌渠道、溪流、河道及实验室理想的测量流速，流量，仪器。

4.1 主要技术指标

1、测速范围：0.015～3.5m/s。

2、工作水深：0.05～3米。（受信号线长度限制，如果入水深度超过6米则要向工厂另购加长线，密封接头，加长测杆等。）

3、工作温度：-10℃～+45℃。

4、流速,流量计算：由HR-2型流速仪测算仪完成直读。

5、仪器全线相对均方差≤1.8%。

6、仪器每转信号数：四个。

4.2工作原理及计算方法

当水流作用到仪器的感应元件一－浆叶时，浆叶即产生旋转带动转动部份中的磁钢转动。接收电子器件一霍尔传感器，在外磁场作用下，电压不断变化，根据磁电转换原理，转换成电脉冲信号。经由导线传递到计数器，浆叶每转1/4转发出一个脉冲信号，仪器发计一次信号，HR型流速测算仪将信号数直接转换成流速。实践表明其转率“n”与流速“V”之间存在一定函数关系V＝f(n)。在临界速度V k以下至起转速V o之间，函数呈曲线关系。而临界流速V k以上则为一线性关系。每架仪器检定结果，均附有曲线图和如下检定公式。

V ＝K n +C

式中：V 一流速(m/s)

n 一浆转率(等于旋浆总转数N 与相应的测速历时“T 之比，即n=N/T(1/s)

K 一水力螺距(m)

C 一常数(m/s)

注：系数K 、C 值与浆叶和支承系统的摩擦阻力等因素有关。

水流速度的测定，实际上是测量在预定时间内流速仪旋浆的转数(N)。仪器旋浆每转发出四个信号，因此信号数乘1/4即为总转数。

如果流速小于临界流速V k ，则可在放大的曲线图上根据旋浆的转率“n ”查得相应流速．

五、实验步骤及流程

（1）流速仪的使用

1）用测杆工作时，将三根测杆取出连接成一根。从机箱内取出流速仪安装在测杆上。根据所需要测量的入水深度，调整好流速仪在测杆上的位置。把仪器套在预定水深位置上，并用固杆螺丝固紧．测杆的上部安装与仪器轴向一致的方向。

2）固紧固定螺丝，用线卡将电线卡住。线卡的尖端与流速仪安装的方向一致，仪器入水后，线卡可起到流速仪指向的方向标作用。

3）联接电路：把仪器上的传输线固紧在测杆上，将三芯插头插入HR 测算仪即可工作(特别注意：插拔插头应在断电时进行)。

4）并紧插头螺帽。开启电源即可测量流速，流量。

5）仪器工作完毕，用干毛巾擦干水分，一般应及时拆洗，以备下次使用。

(2）用流速仪法测出渠道流量、测速垂线布置如下：

1) 用连杆测出水深并确定流速仪位置。由于实验测的水渠截面是较为规则的等腰

梯形。所以确定四处测速位置第一、四条测速线在坡面的1/2处，第三、四条

测速线在底部。确定测点深。如图一所示：

2) 用米尺量出H 1，H 2，H 3，H 4距离（起点距）。第一、四条测速线用一点法测出流

速，第三、四条测速线用两点法测流速。

3) 在屏幕上读出各点的流速。

4) 计算出部分流量。

5) 算出流量Q 。

六、实验注意事项

6.1测速仪使用时的注意事项：

（1）仪器结构上的改进，在高速测流作用下其旋转部分也不易脱落。正确拆卸方法是拧下身架上的密封螺母，松开止紧螺钉，(注意牛皮垫圈脱落)松开轴座支部件，

从身架上取

出仪器旋转部件，然后将旋转部件的磁钢支部件取下，取出并套支部件，把轴套和旋浆轴分开，一切零件洗净后，旋浆孔内注入仪器油，并按拆卸的相反顺序装好。

(2)仪器清洗后，回装应注意旋转部分，与静止部份应有0.2mm间隙。

(3)仪器在使用过程中，航空插头不能入水浸泡．以免生锈或造成短路。电线要保证良好，如发生断裂要及时处理对应接好，切记不能接错。

(4) HR型流速测算仪与流速仪之间插头连线，使用中如有损坏，在重新连接时，不能错接．并应特别注意各线之间不能短路，以免造成信号电路损坏。

(5)如果HR型流速测算仪在末接入信号插头时能正常工作，但接上信号插头后工作异常(如显示器不显示等)，则应及时取下信号插头进行检查否则将损坏仪器。

(6)

器应显示时间。如复位后仍不能正常工作，此时应检查电池电压，若电压低于 5.1V，则需更换电池。

(7)如果长期不使用，将电池取出，以防电池漏液腐蚀器件。

6.2 其他注意事项

（1）两点法测量时应按照测点从上向下依次测量，不要贪图简便。

(2) 测速时，流速仪的指向标应尽量迎着水流的方向。

七、数据记录及处理

八、实验总结及感想

本次实验是我关于水利专业方面的第一个实验。所以对我来说既新奇又感到兴趣十足。中午，我们放弃休息的时间早早来到学校北面的实验基地。老师已经在水渠里放了水。接下来是测水流速的实验。老师先给我们介绍了LS45A型测速仪的使用，然后有具体示范了水渠截面流速的测量方法。接下来，我们分成三组，分别测量不同截面的流速。

我们组对本次实验进行了分工，有专门读HR测算仪的；有拿着侧杆的；有组装测速仪的；有记录数据的；有负责读取实验数据的。实验自始至终进行的井然有序，对于实验数据我们也得到了老师的认可。

做完测深测速的实验，我们又在老师带领下参观了气象要素观测站。据老师介绍，这里的气象观测站数据每十分钟自动传给国家气象观测站，所以别看这里的气象站规模小，但对于杨凌甚至整个西北地区的天气预报以及气象观测都具有比较重要的作用。在老师的讲解下，我们认识了虹吸式雨量计、雨量器及量杯、蒸发器以及温度湿度计。通过老师的讲解，我们对这些仪器都有了简单的了解和认识。

虽然实验比较简单，但是我还是受益匪浅，想到这些东西可能与我们以后的就业有关，我们更应该好好的学习，最后感谢老师牺牲自己的午睡时间而对我们辛勤的指导！