2023年流量测量实验报告

国比农林布松大学

课程实验报告

学年学期2023—2023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_________________

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)了解流速仪的重要构造及其作用、仪器的性能。

(2)掌握流速仪的装配环节与保养方法。

(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。合用于一般河流，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重要技术指标

(1)测速范围：V=0.04-10m/s

⑵仪器的起转速：VoWO.035m/s

(3)临界速度：VkW0.12m/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NW1.5%

(7)信号接受解决：HR型流速仪测算仪(适应线性关系)

(8)测流历时：20s、50s、I00S或l~999s任意设立

(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)参数设立及保存：可调校时间及设立K、C、T值等参数，设立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，接受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，合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,合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。接受电子

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。实践表白其转率"n"与流速“V”之间存在一定函数关系V=f(n)。在临界速度Vk以下至起

转速V。之间，函数呈曲线关系。而临界流速Vk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=Kn+C

式中：丫一流速⑥八)

n一浆转率(等于旋浆总转数N与相应的测速历时“T之比，即廿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，事实上是测量在预定期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。

假如流速小于临界流速V-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.合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300o

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）

（正面）（反面）

图一、HR型流速测算仪外形示意图

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）。

g）膜式镯操作此键,可显示时间、K值、C值、T值及流速等参数。

h）位选镯:操作此键，可对参数的任一数位进行选择，凡被选择到的数位（将闪烁），可通过|置数键,

对其进行设立或修改。

1）当通过|位选镯选定参数的某一数位后,每按一下|置数缴可使该数位的数字加一。

j）|测量键|操作此键启动仪器进入流速测量状态。

k）|复位键|：操作此键，系统复位，显示器显示时间。

I）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），打开电源开关，如不显示时间，按一下|复位锢。

b）按一下网量键测算仪开始工作（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,并伴有音响提醒。在显示流速时，操作位选键[可查

看记录的测流历时及信号累计数，再操作庖遢则返回到显示流速状态。如需要连续测量，只要再按一

下|测量键|即可进入下一次测流。

3）查询、设立修改参数

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）在显示流速状态下操作胸邈，可使流速和测流历时、信号数交替显示。

b）设立修改参数

（a）修改时间：

假如显示器不在时间状态，操作健迤，使显示器处在时间状态:K—XX.XX.XX]。按第一次|位选锢后,

显示器显示：[三一XX.XX.XX],并且时间的首位数闪烁。此时操俏置数铺可对闪烁的数位进行修改,

修改完毕后，再按一次庖邈，下一数位又将出现闪烁，同样又可用国娄剧对其进行修改……，直到最后一

位（操作中,若不对闪烁数位进行修改，可直接按一下庖邈，使闪烁移至下一位待修改）。修改完毕后，

再按一次|位选锐显示器显示的时间即为修改后的时间。假如使时间处在修改状态后，又不想修改时间，

可操作模式镯退出。

”）设立长值：

操作|模式键使显示器显示:[=0.XXXX],K值状态（此时K值指示灯亮），按下|位选键显示器显示:[三

=0.XXXX],并且小数点后第一位数闪烁，操作|置数键置入所需数值。再按下位选键小数点后第

二位将闪烁，再操作置数键，置入第二位所需数值。反复这一过程，直到最后一位数置入,最后再按下随

图使显示器显示所置入的K值。如发现显示的K值与要置的数据有误时,可重新操作位选键|及圈数键,

重新设立。

⑹设立C值：

操作膜式微使显示器显示:"一0.XXXX]C值状态(此时,C值指示灯亮)。按下位选键显示器显

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

(d)设立测流历时T

操作膜式键使显示器显示:[-t-XXX]T值状态(此时T值指示灯亮)。按下位选镯,显示器显示:[三-

t-XXX],并且T值的首位数闪烁进入T值设立状态。此时操作第一次懂数镯,显示器显示[三-t-XX

X],操作第二次|置数翎时,显示器将显示[三-t-l00],操作第三次国教锢时,显示器将显示[三-t-10

0]o若想设立此种历时T(20s,50s,100s)之一时，可在显示到该历时T时，连续操作|位选憾使显示

器上闪烁位移出设立状态即可。例如:要将T值设立为50S,一方面操作腐锢,使显示器显示[-t-XX

X],再操作|位选锢使显示器显示[三-t-XXX],首位出现闪烁，操作|置数键当显示器显示[三-t-050]

时，再连续按三次庖邈，闪烁位移出消失，设立成功。

若需要设立任意历时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闪

烁，此时按一次国噩，即进入置任意历时T值状态，百位数将加1,变成2，连续按园礴，可一直加到9、

。后，又重1开始循环……百位数拟定后，再按一次噩阙使十位数闪烁，又同样用园数锢可设立十位

数。同理，个位数的设立也同样。置数完毕后，操侑位选锢,使闪烁位消失厕设立任意历时T值成功。

以上设立后的参数在掉电状态下能长期保存。

仪器结构

1.外隔套2.内隔套3.球轴承4.浆轴支部件5.轴座支部件6.并套支部件

7.磁纲座支部件8.密封螺母9.止紧螺钉10.牛皮垫圈11.身架12.浆叶

2.5仪器的使用注意事项

(1)仪器结构上的改善，在高速测流作用下其旋转部分也不易脱落。对的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。

⑵球轴承是仪器的关键元件，其工作条件规定十分清洁和充足润滑，它关系到仪器的测量精度，特别

是低速部份。

(3)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。

(4)仪器清洗剂为120#汽油.润滑油为8#仪表油.不得改用其它油类。

(5)在含沙量较大或水深，流急时的河道测流时，为了避免仪器进水进沙，在安装仪器时应在并套支

部表面和丝扣外涂一层黄油。

(6)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，以免导致信号电路损坏。

(7)假如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。

(8)假如在开机或工作中出现异常现象时，可操作匡蓬重新启动,重新启动后，显示器应显示时间。

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.IV,则需更换电池。

（9）假如长期不使用，将电池取出，以防电池漏液腐蚀器件。

3.实验环节及流程

1）用连杆测出水深并拟定流速仪位置。由于实验测的水渠截面是较为规则的等腰梯形。所以

拟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。拟定测点深。如图一所示：

2）用米尺量出Hi,Hz,H3H距离（起点距）。V-1一；

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