一、用途及使用說明

    LS68型旋杯式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0.2～3.5m/s。

姓名：楊 亞

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二、技術數據

    1、儀器的起轉速：            V0≤0.08m/s

    2、檢定公式的均方差：        m≤±1.5%

    3、旋杯的回轉直徑：          f＝128mm

    4、每二次信號間旋杯的轉數：  5轉

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元件——旋杯時，由于左右二邊的杯子具有凹凸形狀的差異，因此壓力不等，其壓力差即形成了一轉動力矩，促使旋杯旋轉。水流的速度越快，旋杯的轉速也越快，它們之間存在著一定的函數關系，此關系是通過檢定水槽的實驗而確定的。每架儀器檢定的結果均附有檢定公式，其形式如下：

    V=bn+a（對應于原公式V＝Kn+C）

    式中V—流速（m/s）；

    n—旋杯轉率，等于旋杯總轉數“N”與相應的測速歷時“T”之比，即n＝N/T（1/S）；

    b —水力螺矩（對應于原標準的K），單位是（m）;

    a—儀器常數（對應于原標準的C），單位是（m/s）。

    b和a是表征儀器性能的系數，與旋杯的大小、形狀，旋軸的軸向間隙，頂針與頂窩的園弧及其光潔度，接觸絲的松緊度等因素有關。因此，對該部分的配合關系必須嚴格地遵照技術要求進行檢查和調整。

    2、流速的測量和計算方法

    用流速儀測量水流速度，實際上是測量在預定時間內旋杯被水流沖擊時所產生的轉數。旋杯的轉數系借助于儀器的接觸機構轉換為電脈沖信號，經由信號線傳遞到水面部分的計數設備讀出。旋杯每轉5轉，接觸機構接通電路一次，計數設備即接收到一個信號，測量者統計此信號數（乘以5即為旋杯的總轉數“N”）和相應的測速歷時“T”，據此，即可按上式計算水流速度。

四、儀器結構

本儀器按作用原理可分為：感應部件、傳訊盒部件及尾翼部件。詳見圖1和圖2。

1、感應部件  為本儀器zui重要的部分，它接受水流的能量并轉換為旋轉運動。其主要零件及作用為：

旋杯（1）由六個錐形杯子按*方向固定在星狀的旋盤上組成。旋盤的中間有一孔，裝有旋軸（2），二者借旋盤固定帽（13）并緊，使其成一轉動體。

旋軸（2）為旋轉機構的中樞，上端插進偏心筒（14）之軸套座（19）內，與頂上的鋼珠（20）相接觸；具有螺紋的一段與齒輪（17）相嚙合，下端鑲有鋼質頂窩（11），堅硬而光滑的窩眼支承在頂針（5）的*上，構成一精密的支承系統。

頂針（5）上端呈錐體，針尖為十分光滑的球面，裝在頂頭（6）的中間，當調整好軸向間隙以后，用并帽（8）并緊使成一體。使用時安裝在軛架的下部孔中，頂住頂窩，支承著旋轉部分的全部負荷。頂頭的外緣套在旋軸下端的鐘形罩內，構成一迷宮，以防河水的侵入。工作完畢后，必須用汽油清洗干凈，注以儀器油（以防頂針生銹）放在儀器箱中，同時，拿出旋盤固定器（9）代替頂頭安裝在軛架下部的孔中，旋盤固定器的油室必須裝有棉花并加儀器油，以防頂窩生銹。

頂頭上部有一油室，在使用時應加滿儀器油，使頂針與頂窩在油浴中工作。這樣，既保證了儀器的靈敏度；同時又減少了頂針與頂窩的磨損，從而也增加了儀器的使用壽命。

2、傳訊盒部件  能把旋杯的轉數轉換為電脈沖信號的機構，其主要零件及作用為：

偏心筒（14）為傳訊機構的外殼，裝在軛架上端的孔中，用軛架頂螺絲固定。擰開上端頂蓋（23）可以調整旋軸的軸向間隙，取下側蓋（15），可以調整接觸絲（18）以及對內部進行清洗和加油。

齒輪（17）借齒輪軸螺絲（16）安裝在偏心筒內，底部墊以墊圈，使齒輪正好與旋軸的螺紋相嚙合。齒輪有20個齒，側面有四個等分的凸出爪子，旋軸（即旋杯）旋轉20轉，齒輪旋轉一周，

齒輪上的四個爪子即與上方的接觸絲（18）斷續地接觸四次。即旋杯每五轉，接觸絲與爪子接觸一次，電路即接通一次。因此，測量者聽見相鄰的二次信號，其間旋杯旋轉五轉。

接觸絲（18）為一富有彈性的合金絲，根部用固定螺絲（25）固定在接線螺絲（30）上；懸空端的彎曲部分在齒輪凸出爪子的上方，并與爪子斷續接觸。

傳導機構由接線螺絲及其上面的尼龍部分、緊壓螺帽（27）、絕緣墊圈（28）、小六角螺帽（29）以及壓線螺帽等組成，作為聯接電路及必要的絕緣之用。

3、尾翼部件  為儀器的平衡部分，可保證測流時迎合流向。由十字交叉的尾翼（35）和平衡錘（36）等所組成。在使用前應調整下翼槽中的平衡錘，使整個儀器在靜水中保持水平的平衡。

五、儀器的附屬設備

LS68型旋杯式流速儀的附屬設備包括：計時計數設備、懸掛設備和裝卸工具等。

1、計時計數設備用于測流時計量旋杯的轉數和其相應的測速歷時。

計數器：供計量旋杯轉數用。

信號線：為雙股膠質線，供測量時聯接電路、傳輸信號之用。由于各河流的水深不一，因此用戶在訂購時，可按下列規格訂購：15、30、40米。

停表：用于記錄旋杯轉數相應的測速歷時。此表在一般市場上

均可購到，故本儀器不另附。

2、懸掛設備是供測量時懸吊儀器至預定的測點位置所必需的設備。

繩鉤：本儀器附有1個繩鉤，用于把儀器聯掛在鋼絲繩上。使用時，必須把繩鉤的滾花螺帽擰緊，以免負荷較重時產生變形。繩鉤允許負荷重50千克鉛魚。

鉛魚（包括懸桿）：供測量時穩定儀器于測點位置之用。按重量分有下列規格：8、15、30、50千克等。

鋼絲繩：直徑為3～4毫米，長度有15、30、40米等三種，頭部編有牛眼，供懸掛儀器之用。

3、裝卸工具為安裝、拆卸儀器所必須的工具。本儀器備有：

三用板手：用于裝卸偏心筒上的側蓋、頂蓋、小六角螺帽，軛架上的懸桿螺絲，旋盤固定螺帽以及頂針上的并帽等。

木柄起子（50×φ5）：供裝卸軛架頂螺絲和調節頂針、鋼珠座等使用。

鐘表起子：供裝卸（接觸絲）固定螺絲使用。

鑷子：供調整接觸絲使用。

六、流速儀施測前的準備

測流前應該檢查：旋軸的間隙、旋杯轉動的錄敏度、傳訊機構和計時、計數設備等的工作情況。

    1、旋軸間隙調整和有關備用件更換  

旋軸在鋼珠與頂針之間的軸向松動范圍稱為旋軸的間隙。間隙的大小關系到儀器的靈敏度、頂針的使用壽命以及測量成果的準確性。因此，必須小心謹慎地進行試驗和調整。

首先安裝頂針：

（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一頂頭從箱中取出，拿出棉花，注滿儀器油，插入原裝旋盤固定器的軛架孔內并小心壓緊，使它們之間沒有空隙，然后將軛架頂螺絲上緊。

然后試驗旋軸的間隙：

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，如覺得有輕微的松動，此間隙已達0.03～0.05毫米；如覺得有顯著的松動，則應進行調整。

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。

如果需要調整旋軸的間隙，按下面步驟進行：

打開頂蓋，用起子將鋼珠座微微地旋進或旋出，每次約10°，即試驗一下旋軸間隙，直至覺出只有輕微的松動為止。

記住下列數據，對調整工作是有幫助的：

（1）鋼珠座螺紋為M5×0.5，即每旋轉一周，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大的間隙不得大于0.10毫米。

（5）每次調整量應為10°至5°逐步減少，每調整一次應重復試驗一次。

調整時應注意：

每次旋進應小心謹慎，不得過猛，以免使間隙為負值，這樣，頂針容易斷裂。

如果鋼珠座旋到底尚無法調整時，可以調整頂針。

儀器使用日久，頂針尖有顯著磨損或頂針斷裂、生銹時，應更換備用的頂針。在其他結構均無變化時，不必重新檢定，但所備用的頂針只能適用于原裝儀器。

備用頂針日久磨損，仍可以按原代號重配。新頂針安裝步驟如下：

（1）將儀器置于并帽朝上的位置，然后扳松并帽，松開軛架頂螺絲，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，不要旋得過多。

（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，至頂針觸及頂窩位置為止。

（6）用起子穩定頂針，同時借助于板手旋緊并帽，使頂針的位置固定。

（7）將儀器置于偏心筒朝上的正常工作位置，沿著鋼珠座的起子口方向，在偏心筒的頂面上作標志。

（8）將鋼珠座按反時針的方向旋回20°～30°，此間隙即為0.03～0.05毫米。

如何更換彈簧墊圈：

彈簧墊圈安裝在鋼珠座的肩部，用以鎖閉鋼珠座由于旋杯急速地轉動而可能產生回松。如彈簧墊圈在使用后，有破損或彈性失靈的現象，可以更換備用件，步驟如下：

• 旋下鋼珠座，取下壞的彈簧墊圈。
• 換上新的彈簧墊圈，注意凸面應朝上。

（3）旋進鋼珠座，至感覺壓住彈簧墊圈，然后再旋進半圈到1圈即可，墊圈凸起高度為0.7～1.2毫米，本身厚度為0.3毫米，因此旋進距離應視每個彈簧墊圈實際凸起厚度而定，一般以能覺出彈簧的彈性為準。

zui后可以試驗旋杯轉動的靈敏度：

將儀器持平，用嘴吹氣觀察旋杯轉動的情況，如轉動靈活，停止徐緩，沒有跳動或突然停止的現象，即表示旋轉部分工作是正常的。

    2、接觸絲的調整與更換  

    傳訊盒部件中接觸絲安裝的正確性不僅影響測流工作能否順利進行，而更重要的是影響到儀器檢定公式的常數，即水文測驗成果的精度。因此，在測流之前，必須耐心地進行試驗和調整。

試驗接觸裝置

打開側蓋，轉動旋杯，觀察齒輪轉動時其四接觸爪與接觸絲接觸的情況，在正常的情況下，接觸絲應該處于接觸爪的正上方，當爪子轉至頂點時，應該能把接觸絲抬高0.2mm（相當于3根頭發粗細）的高度。觀察接觸絲，當它被齒輪的爪子抬起以及自動落下時，應很和緩，沒有跳動現象；用嘴輕輕地吹動杯子，旋杯轉動應靈活，沒有阻滯現象，在這種情況下，觀察信號延續的時間約為旋杯轉動4～6個杯子所經歷的時間。這樣即可保證接觸良好、信號清晰穩定，同時又保證了旋杯轉動靈敏度。

接裝計數器，轉動旋杯，此時，計數器應每5轉發出一次信號，信號應均勻、清晰和穩定。

產生故障的原因有下面幾種情況：

（1）因電流過強、通電的時間過長，或存放、使用時間過久，接觸絲上產生氧化層（燒黑）、銅綠或斷折等現象。前者可用鋒利的小刀或細砂紙去除氧化層或銅綠，后者應更換新的。

（2）因使用時間過久，接觸絲產生殘余變形，致使接觸不良，信號不穩，可用鑷子調整。

（3）因接觸絲壓得過緊，而使信號時間過長和旋轉靈敏度差，可用鑷子調整。

（4）因傳導機構的轉動，使接觸絲轉動而扭彎，可拆下調整，并重新安裝。

修復的步驟為：

• 松開上部的軛架頂螺絲，取下偏心筒。

（2）將偏心筒平放于桌上，打開側蓋旋出齒輪軸螺絲，取出齒輪和墊圈。

    （3）旋出防脫螺絲。

    （4）旋出壓線螺帽。

（5）用三用扳手將小六角螺帽和壓緊螺帽松開。

（6）將傳導機構從偏心筒拔出。

（7）用鐘表起子旋下壓住接觸絲的固定螺絲。

（8）按上述故障的原因修復，如無法修復，可從指瓶中取出新的接觸絲更換。

（9）用固定螺絲固定接觸絲，并在固定螺絲的頭部涂以黃油。

（10）按上述相應的次序[（6）至（3）]將這組零件裝回偏心筒。安裝時應注意接觸絲應位于齒輪接觸爪的正上方，如位置不正確應拆下重新安裝。

（11）裝回墊圈、齒輪和齒輪螺絲。

（12）按前述技術要求試驗，并調整接觸絲接觸情況。

（13）上回側蓋，并旋緊。

3、計數設備  按計數器使用說明書進行檢查。

經以上試驗，證實各部分工作確實可靠以后，室內的準備工作即告結束。

七、儀器的安裝和拆洗

1、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，裝上頂頭一頂針，固緊軛架頂螺絲。

    （3）把儀器安裝在懸桿中間的孔中，并上緊懸桿螺絲。

    （4）懸桿的底孔裝上鉛魚，用固定螺絲固緊。

    （5）懸桿的上孔借助繩鉤聯掛在鋼絲繩的牛眼中，并上緊滾花螺帽。

（6）把儀器掛起，用平衡錘調整儀器的平衡，然后用三用扳手固緊。這一試驗應當在當地的靜水中進行。

（7）把雙股膠質線一端的兩線頭分別接到儀器的偏心筒和軛架的接線柱上，而另一端的兩線頭接計數器。

（8）轉動旋杯，再一次試驗計數設備能否正常工作。

（9）zui后，對各部分的緊固螺絲、螺帽和聯接機構等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。

2、儀器的拆洗

（1）儀器測流完畢后，須立即在當地用干毛巾擦凈水分。

（2）打開側蓋，松開上部軛架頂螺絲，取下偏心筒，用鑷子裹住棉花球，擦試偏心筒孔內及旋軸周圍的污水，在鋼珠、齒輪和旋軸螺紋處注以儀器油。

（3）傳導機構如有銅綠時，應立即擦凈，并涂一薄層的黃油。

（4）將頂頭—頂針取下，周圍用干毛巾擦凈，油室中如含有水份或泥沙，可先用汽油（煤油）晃洗幾次，然后，再用鑷子夾住小棉球擦試干凈，注入儀器油，放回箱內的位置。

（5）將頂窩用小棉球擦試干凈，注以儀器油。

（6）將偏心筒裝回，并用軛架頂螺絲固定。

（7）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。

在測流條件比較惡劣——多沙、多水草的情況下，旋軸必須進行拆洗，方法如下：

（1）左手握住旋杯，右手拿住三用扳手按反時針方向擰下旋盤固定帽。

（2）左手扶住旋杯，并使其略為傾斜，右手拿住旋軸下部輕輕地往外抽，旋軸和旋杯即可分離。

（3）用干毛巾擦拭旋軸和旋杯的各細部的污物、泥沙、水草

等，然后在旋軸的螺紋處注入儀器油。

（4）按上述（2）、（1）的相反動作把旋軸和旋杯裝進軛架。安裝時，必須注意旋杯的上、下方向不要搞錯，其正確的方向為：旋杯轉動方向為反時針方向（從上往下看），如圖2所示。

3、儀器的裝箱

（1）手握軛架，將尾翼插入儀器箱的小槽中；旋盤固定器（或頂頭）放進頂頭座中，然后將整個儀器裝妥。

（2）檢查儀器及其附件，裝妥并無缺少后，即可蓋上箱蓋。

八、使用儀器注意事項

小心地使用和仔細地養護，可保證流速儀正常地工作，并且獲得可靠的水文資料。為此，應注意下列規定：

1、儀器及全部附件應安放在儀器箱中，并且收藏在干燥、通風房間的木柜中。

2、拆洗儀器以前，必須通曉儀器的結構和拆洗方法。

3、儀器各部分均不能任意碰撞，旋杯、旋軸、軛架等尤須注意。

4、頂針、頂窩、鋼珠等容易生銹另件，必須經常加儀器油，以資保護。旋杯式流速儀廠家

5、頂頭油室，在使用前必須注滿儀器油。在連續使用一定時間后，必須檢查其中貯油情況。具體時間可根據當地河流特性（流速、含沙量和水深）試驗決定。旋杯式流速儀廠家

6、儀器油采用8號儀表油（GB487）。代用油類為25號或10