流量测量实验报告

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

1 实验目的

（1）了解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）了解流速仪测流的基本方法。

2 实验内容

LS25-3C型旋浆流速仪是一种新改型仪器，采用磁电转换原理，无触点式测量，信号采集数多，灵敏度高，防水，防沙性能好，仪器结构紧凑，是一种大量程的流速仪。适用于一般河流，水库、湖泊、河口、水电站、溢港道等高、中、低流速测量。配用HR型流速测算仪。

2.1 主要技术指标

（1）测速范围： V＝0.04-10 m／s

（2）仪器的起转速： Vo≤0.035 m／s

（3）临界速度： Vk≤0.12m／s

（4）每转四个信号

（5）旋浆水力螺距： K=250mm(理论)

（6）检定公式全线均方差：M≤1.5％

（7）信号接收处理：HR型流速仪测算仪(适应线性关系)

（8）测流历时： 20s、50s、l00s或1~999s任意设置

（9）测量数位：四位有效数

（10）显示查询方式：显示内容有时间、K值、C值、历时T、流速V、信号数等。

（11）参数设置及保存：可调校时间及设置K、C、T值等参数，设置后参数在掉电状态能长期

2.2仪器结构

本仪器按工作原理可分为：感应，传信，测算，尾翼部份。仪器测流时的安装方式有悬杆，转轴和测杆等几种。

（1）感应部份为一个双叶螺旋浆，安装于支承系统上灵敏地感应水流速度的变化。旋浆的转速与水流速度之间的函数关系由流速仪检定水槽实验得出。

（2）传信部份由磁钢，接收电子器件一霍尔传感器构成，浆叶旋转带动磁钢转动。

（3）HR型流速测算仪控制板由89CXX系列单片机及有关电路组成，液晶显示采用的是二线式串行

接口方式的显示模块。

（4）尾翼部件为一个十字形，供仪器在水平和垂直方向定向。

（5）仪器悬挂附件(按水流条件和测验设备选用)

转轴部件：与悬索安装仪器，适用于测船测量较低的流速，可使仪器迎合流向。

十悬杆部件：与悬索安装仪器，适用于测船测量较高的流速：可使仪器在垂直方向对准水流方向。

测杆部件：(CG20型)供浅水河道，涉水测流安装仪器，并兼测水深用。

2.3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．

2.4仪器的安装与使用

（1）安装流速仪

1）用测杆工作时，先把测杆装配成套，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标。

2）用悬杆工作时与悬索配用安装仪器．适用于测船测量较高的流速，可使仪器在垂直方向对准水流方向回摆角为300。

3）联接电路：把仪器上的传输线固紧在测杆或钢丝绳上，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）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）HR型流速测算仪使用方法

1）面板操作键介绍(见图一)

a)电源开关(有点的一端按下为开)

b)液晶显示器窗口。

c)信号接口插座。

d)K值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为K值)。

e)C值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为C值)。

f)T值指示灯(此灯亮时显示器显示的数据为T值)。

K值、C值、T值及流速等参数。

(将闪烁)

i)

l)电池盒：手指压在背后电池盒盖，同时往下滑动，即可将其打开。

2）直接使用：(本仪器出厂前已将流速仪的 K、C值输入，时间T设定为50秒．)

a)打开申池盒，装上电池(注意盒内正负极性)

b)(必须在流速仪接入并开始旋转后，如未接入流速仪，则显示两个零)，显示器窗左边显示的是时间，右边显示的是信号数。测流历时一到，HR型流速测算仪自动计算

出流速一一显示器显示为[U=X.XXX]，单位为m/s

3)查询、设置修改参数

a)查询参数

(a)操作每按一下该键，时间、K值、C值、T值及流速等参数将依此出现在显示器窗口。

(b)

b)设置修改参数

(a)修改时间：

[t—XX.XX.XX]

[三—XX．XX．XX]

行修改，修改完成后，下一数位又将出现闪烁，

直到最后一位()。

(b)设置K值：

[＝0．XXXX]，K值状态(此时K值指示灯亮)

显示：[三＝0.XXXX]

数点后第二位将闪烁，再操作置数键，置入第二位所需数值。重复这一过程，直到最后一位数置入，最

K值。如发现显示的K

(c)设置C值：

[C—0．XXXX]C值状态(此时，C值指示灯亮)

显示：[三C—0．XXXX]，并且小数点后第一位数闪烁，以下置数过程与上述设置K值置数过程相同。

(d)设置测流历时T

[-t-XXX]T值状态(此时T值指示灯亮)

[三-t-XXX]，并且T值的首位数闪烁进入T[三

-t-XXX][三-t-100][三

-t-100]。若想设置此种历时T(20s，50s，100s)之一时，可在显示到该历时T

使显示器上闪烁位移出设置状态即可。例如：要将T值设置为50s

[-t-XXX][三-t-XXX][三

-t-050]

若需要设置任意历时T值，则置数方法是：按上述操作到当显示器显示[三-t-100]时，百位数1

T值状态，百位数将加1，变成2

直加到9、0后，又重1

历时T值成功。

以上设置后的参数在掉电状态下能长期保存。