2023年流量測量實(shí)驗(yàn)報(bào)告

國比農(nóng)林布松大學(xué)

課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)年學(xué)期2023—2023學(xué)年第二學(xué)期

課程名稱工程水文學(xué)

實(shí)驗(yàn)名稱河道測深測速實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室北校區(qū)灌溉實(shí)驗(yàn)站

專業(yè)年級_________熱動(dòng)113_____________________

學(xué)生姓名白治朋____________

學(xué)生學(xué)號_________________

任課教師向友珍李志軍

水利與建筑工程學(xué)院

1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)了解流速儀的重要構(gòu)造及其作用、儀器的性能。

(2)掌握流速儀的裝配環(huán)節(jié)與保養(yǎng)方法。

(3)了解流速儀測流的基本方法。

2實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

LS25-3C型旋漿流速儀是一種新改型儀器,采用磁電轉(zhuǎn)換原理，無觸點(diǎn)式測量，信號采集數(shù)多，靈敏

度高，防水，防沙性能好,儀器結(jié)構(gòu)緊湊，是一種大量程的流速儀。合用于一般河流，水庫、湖泊、河口、

水電站、溢港道等高、中、低流速測量。配用HR型流速測算儀。

2.1重要技術(shù)指標(biāo)

(1)測速范圍：V=0.04-10m/s

⑵儀器的起轉(zhuǎn)速：VoWO.035m/s

(3)臨界速度：VkW0.12m/s

(4)每轉(zhuǎn)四個(gè)信號

(5)旋漿水力螺距：K=250mm(理論)

(6)檢定公式全線均方差NW1.5%

(7)信號接受解決：HR型流速儀測算儀(適應(yīng)線性關(guān)系)

(8)測流歷時(shí)：20s、50s、I00S或l~999s任意設(shè)立

(9)測量數(shù)位：四位有效數(shù)

(10)顯示查詢方式：顯示內(nèi)容有時(shí)間、K值、C值、歷時(shí)T、流速V、信號數(shù)等。

(11)參數(shù)設(shè)立及保存：可調(diào)校時(shí)間及設(shè)立K、C、T值等參數(shù)，設(shè)立后參數(shù)在掉電狀態(tài)能長

期

2.2儀器結(jié)構(gòu)

本儀器按工作原理可分為:感應(yīng),傳信，測算，尾翼部份。儀器測流時(shí)的安裝方式有懸桿，轉(zhuǎn)軸和測

桿等幾種。

(1)感應(yīng)部份為一個(gè)雙葉螺旋漿，安裝于支承系統(tǒng)上靈敏地感應(yīng)水流速度的變化。旋漿的轉(zhuǎn)速與水

流速度之間的函數(shù)關(guān)系由流速儀檢定水槽實(shí)驗(yàn)得出。

(2)傳信部份由磁鋼，接受電子器件一霍爾傳感器構(gòu)成，漿葉旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)。

(3)HR型流速測算儀控制板由89CXX系列單片機(jī)及有關(guān)電路組成，液晶顯示采用的是二線式串行

接口方式的顯示模塊。

(4)尾翼部件為一個(gè)十字形，供儀器在水平和垂直方向定向。

(5)儀器懸掛附件(按水流條件和測驗(yàn)設(shè)備選用)

轉(zhuǎn)軸部件：與懸索安裝儀器，合用于測船測量較低的流速，可使儀器迎合流向。

十懸桿部件:與懸索安裝儀器,合用于測船測量較高的流速：可使儀器在垂直方向?qū)?zhǔn)水流方向。

測桿部件：(CG20型)供淺水河道，涉水測流安裝儀器，并兼測水深用。

2.3工作原理及計(jì)算方法

當(dāng)水流作用到儀器的感應(yīng)元件一-漿葉時(shí)，漿葉即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)部份中的磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)。接受電子

器件一霍爾傳感器，在外磁場作用下，電壓不斷變化，根據(jù)磁電轉(zhuǎn)換原理,轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。經(jīng)由導(dǎo)線傳

遞到計(jì)數(shù)器，漿葉每轉(zhuǎn)1/4轉(zhuǎn)發(fā)出一個(gè)脈沖信號，儀器發(fā)計(jì)一次信號,HR型流速測算儀將信號數(shù)直接轉(zhuǎn)換

成流速。實(shí)踐表白其轉(zhuǎn)率"n"與流速“V”之間存在一定函數(shù)關(guān)系V=f(n)。在臨界速度Vk以下至起

轉(zhuǎn)速V。之間，函數(shù)呈曲線關(guān)系。而臨界流速Vk以上則為一線性關(guān)系。每架儀器檢定結(jié)果,均附有曲線圖

和如下檢定公式。

V=Kn+C

式中：丫一流速⑥八)

n一漿轉(zhuǎn)率(等于旋漿總轉(zhuǎn)數(shù)N與相應(yīng)的測速歷時(shí)“T之比，即廿N/T(1/S)

K一水力螺距(m)

C一常數(shù)(m/s)

注：系數(shù)K、C值與漿葉和支承系統(tǒng)的摩擦阻力等因素有關(guān)。

水流速度的測定，事實(shí)上是測量在預(yù)定期間內(nèi)流速儀旋漿的轉(zhuǎn)數(shù)(N)。儀器旋漿每轉(zhuǎn)發(fā)出四個(gè)信號，

因此信號數(shù)乘1/4即為總轉(zhuǎn)數(shù)。

假如流速小于臨界流速V-則可在放大的曲線圖上根據(jù)旋漿的轉(zhuǎn)率“n”查得相應(yīng)流速.

2.4儀器的安裝與使用

（1）安裝流速儀

1）用測桿工作時(shí)，先把測桿裝配成套，把儀器套在預(yù)定水深位置上，并用固桿螺絲固緊.測桿的上

部安裝與儀器軸向一致的方向標(biāo)。

2）用懸桿工作時(shí)與懸索配用安裝儀器.合用于測船測量較高的流速，可使儀器在垂直方向?qū)?zhǔn)水流方

向回?cái)[角為300o

3）聯(lián)接電路把儀器上的傳輸線固緊在測桿或鋼絲繩上，將三芯插頭插入HR測算儀即可工作（特別

注意：插拔插頭應(yīng)在斷電時(shí)進(jìn)行）。

4）儀器工作完畢，用干毛巾擦干水分，一般應(yīng)及時(shí)拆洗，以備下次使用。

（2）HR型流速測算儀使用方法

1）面板操作鍵介紹（見圖一）

（正面）（反面）

圖一、HR型流速測算儀外形示意圖

a）電源開關(guān)（有點(diǎn)的一端按下為開）

b）液晶顯示器窗口。

c）信號接口插座。

d）K值指示燈（此燈亮?xí)r顯示器顯示的數(shù)據(jù)為K值）。

e）C值指示燈（此燈亮?xí)r顯示器顯示的數(shù)據(jù)為C值）。

f）T值指示燈（此燈亮?xí)r顯示器顯示的數(shù)據(jù)為T值）。

g）膜式鐲操作此鍵,可顯示時(shí)間、K值、C值、T值及流速等參數(shù)。

h）位選鐲:操作此鍵，可對參數(shù)的任一數(shù)位進(jìn)行選擇，凡被選擇到的數(shù)位（將閃爍），可通過|置數(shù)鍵,

對其進(jìn)行設(shè)立或修改。

1）當(dāng)通過|位選鐲選定參數(shù)的某一數(shù)位后,每按一下|置數(shù)繳可使該數(shù)位的數(shù)字加一。

j）|測量鍵|操作此鍵啟動(dòng)儀器進(jìn)入流速測量狀態(tài)。

k）|復(fù)位鍵|：操作此鍵，系統(tǒng)復(fù)位，顯示器顯示時(shí)間。

I）電池盒:手指壓在背后電池盒蓋，同時(shí)往下滑動(dòng)，即可將其打開。

2）直接使用：（本儀器出廠前已將流速儀的K、C值輸入，時(shí)間T設(shè)定為50秒.）

a）打開申池盒，裝上電池（注意盒內(nèi)正負(fù)極性），打開電源開關(guān)，如不顯示時(shí)間，按一下|復(fù)位錮。

b）按一下網(wǎng)量鍵測算儀開始工作（必須在流速儀接入并開始旋轉(zhuǎn)后，如未接入流速儀，則顯示兩個(gè)

零），顯示器窗左邊顯示的是時(shí)間，右邊顯示的是信號數(shù)。測流歷時(shí)一到，HR型流速測算儀自動(dòng)計(jì)算出

流速一一顯示器顯示為[U=X.XXX],單位為m/s,并伴有音響提醒。在顯示流速時(shí)，操作位選鍵[可查

看記錄的測流歷時(shí)及信號累計(jì)數(shù)，再操作庖遢則返回到顯示流速狀態(tài)。如需要連續(xù)測量，只要再按一

下|測量鍵|即可進(jìn)入下一次測流。

3）查詢、設(shè)立修改參數(shù)

a）查詢參數(shù)

（a）操作每按一下該鍵，時(shí)間、K值、C值、T值及流速等參數(shù)將依此出現(xiàn)在顯示器窗口。

（b）在顯示流速狀態(tài)下操作胸邈，可使流速和測流歷時(shí)、信號數(shù)交替顯示。

b）設(shè)立修改參數(shù)

（a）修改時(shí)間：

假如顯示器不在時(shí)間狀態(tài)，操作健迤，使顯示器處在時(shí)間狀態(tài):K—XX.XX.XX]。按第一次|位選錮后,

顯示器顯示：[三一XX.XX.XX],并且時(shí)間的首位數(shù)閃爍。此時(shí)操俏置數(shù)鋪可對閃爍的數(shù)位進(jìn)行修改,

修改完畢后，再按一次庖邈，下一數(shù)位又將出現(xiàn)閃爍，同樣又可用國婁劇對其進(jìn)行修改……，直到最后一

位（操作中,若不對閃爍數(shù)位進(jìn)行修改，可直接按一下庖邈，使閃爍移至下一位待修改）。修改完畢后，

再按一次|位選銳顯示器顯示的時(shí)間即為修改后的時(shí)間。假如使時(shí)間處在修改狀態(tài)后，又不想修改時(shí)間，

可操作模式鐲退出。

”）設(shè)立長值：

操作|模式鍵使顯示器顯示:[=0.XXXX],K值狀態(tài)（此時(shí)K值指示燈亮），按下|位選鍵顯示器顯示:[三

=0.XXXX],并且小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)閃爍，操作|置數(shù)鍵置入所需數(shù)值。再按下位選鍵小數(shù)點(diǎn)后第

二位將閃爍，再操作置數(shù)鍵，置入第二位所需數(shù)值。反復(fù)這一過程，直到最后一位數(shù)置入,最后再按下隨

圖使顯示器顯示所置入的K值。如發(fā)現(xiàn)顯示的K值與要置的數(shù)據(jù)有誤時(shí),可重新操作位選鍵|及圈數(shù)鍵,

重新設(shè)立。

⑹設(shè)立C值：

操作膜式微使顯示器顯示:"一0.XXXX]C值狀態(tài)(此時(shí),C值指示燈亮)。按下位選鍵顯示器顯

示：[三C—O.XXXX],并且小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)閃爍，以下置數(shù)過程與上述設(shè)立K值置數(shù)過程相同。

(d)設(shè)立測流歷時(shí)T

操作膜式鍵使顯示器顯示:[-t-XXX]T值狀態(tài)(此時(shí)T值指示燈亮)。按下位選鐲,顯示器顯示:[三-

t-XXX],并且T值的首位數(shù)閃爍進(jìn)入T值設(shè)立狀態(tài)。此時(shí)操作第一次懂?dāng)?shù)鐲,顯示器顯示[三-t-XX

X],操作第二次|置數(shù)翎時(shí),顯示器將顯示[三-t-l00],操作第三次國教錮時(shí),顯示器將顯示[三-t-10

0]o若想設(shè)立此種歷時(shí)T(20s,50s,100s)之一時(shí)，可在顯示到該歷時(shí)T時(shí)，連續(xù)操作|位選憾使顯示

器上閃爍位移出設(shè)立狀態(tài)即可。例如:要將T值設(shè)立為50S,一方面操作腐錮,使顯示器顯示[-t-XX

X],再操作|位選錮使顯示器顯示[三-t-XXX],首位出現(xiàn)閃爍，操作|置數(shù)鍵當(dāng)顯示器顯示[三-t-050]

時(shí)，再連續(xù)按三次庖邈，閃爍位移出消失，設(shè)立成功。

若需要設(shè)立任意歷時(shí)T值，則置數(shù)方法是：按上述操作到當(dāng)顯示器顯示[三-t-100]時(shí),百位數(shù)1閃

爍，此時(shí)按一次國噩，即進(jìn)入置任意歷時(shí)T值狀態(tài)，百位數(shù)將加1,變成2，連續(xù)按園礴，可一直加到9、

。后，又重1開始循環(huán)……百位數(shù)擬定后，再按一次噩闕使十位數(shù)閃爍，又同樣用園數(shù)錮可設(shè)立十位

數(shù)。同理，個(gè)位數(shù)的設(shè)立也同樣。置數(shù)完畢后，操侑位選錮,使閃爍位消失廁設(shè)立任意歷時(shí)T值成功。

以上設(shè)立后的參數(shù)在掉電狀態(tài)下能長期保存。

儀器結(jié)構(gòu)

1.外隔套2.內(nèi)隔套3.球軸承4.漿軸支部件5.軸座支部件6.并套支部件

7.磁綱座支部件8.密封螺母9.止緊螺釘10.牛皮墊圈11.身架12.漿葉

2.5儀器的使用注意事項(xiàng)

(1)儀器結(jié)構(gòu)上的改善，在高速測流作用下其旋轉(zhuǎn)部分也不易脫落。對的拆卸方法是擰下身架上的

密封螺母，松開止緊螺釘,(注意牛皮墊圈脫落)松開軸座支部件，從身架上取出儀器旋轉(zhuǎn)部件，然后將旋轉(zhuǎn)

部件的磁鋼支部件取下，取出并套支部件，把軸套和旋漿軸分開，一切零件洗凈后，旋漿孔內(nèi)注入儀器

油，并按拆卸的相反順序裝好。

⑵球軸承是儀器的關(guān)鍵元件，其工作條件規(guī)定十分清潔和充足潤滑，它關(guān)系到儀器的測量精度，特別

是低速部份。

(3)儀器清洗后,回裝應(yīng)注意旋轉(zhuǎn)部分，與靜止部份應(yīng)有0.2mm間隙。

(4)儀器清洗劑為120#汽油.潤滑油為8#儀表油.不得改用其它油類。

(5)在含沙量較大或水深，流急時(shí)的河道測流時(shí)，為了避免儀器進(jìn)水進(jìn)沙，在安裝儀器時(shí)應(yīng)在并套支

部表面和絲扣外涂一層黃油。

(6)HR型流速測算儀與流速儀之間插頭連線，使用中如有損壞，在重新連接時(shí)，不能錯(cuò)接.并應(yīng)特別

注意各線之間不能短路，以免導(dǎo)致信號電路損壞。

(7)假如HR型流速測算儀在末接入信號插頭時(shí)能正常工作,但接上信號插頭后工作異常(如顯示器

不顯示等)，則應(yīng)及時(shí)取下信號插頭進(jìn)行檢查否則將損壞儀器。

(8)假如在開機(jī)或工作中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，可操作匡蓬重新啟動(dòng),重新啟動(dòng)后，顯示器應(yīng)顯示時(shí)間。

如復(fù)位后仍不能正常工作，此時(shí)應(yīng)檢查電池電壓，若電壓低于5.IV,則需更換電池。

（9）假如長期不使用，將電池取出，以防電池漏液腐蝕器件。

3.實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)及流程

1）用連桿測出水深并擬定流速儀位置。由于實(shí)驗(yàn)測的水渠截面是較為規(guī)則的等腰梯形。所以

擬定四處測速位置第一、四條測速線在坡面的1/2處,第三、四條

測速線在底部。擬定測點(diǎn)深。如圖一所示：

2）用米尺量出Hi,Hz,H3H距離（起點(diǎn)距）。V-1一；

第一、四條測速線用一點(diǎn)法測出流速，\/

第三、四條測速線用兩點(diǎn)法測流速。\/

3）在屏幕上讀出各點(diǎn)的流