1、課 程 實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告學(xué)年學(xué)期 20122013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(cè)深測(cè)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(jí) 熱動(dòng)113 學(xué)生姓名 白治朋 學(xué)生學(xué)號(hào) 2011012106 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)康模?）了解流速儀的主要構(gòu)造及其作用、儀器的性能。（2）掌握流速儀的裝配步驟與保養(yǎng)方法。（3）了解流速儀測(cè)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(wú)觸點(diǎn)式測(cè)量，信號(hào)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。適用于一般河流，水庫(kù)、湖泊、河口、水電站、溢港道

2、等高、中、低流速測(cè)量。配用HR型流速測(cè)算儀。2.1 主要技術(shù)指標(biāo)（1）測(cè)速范圍： V0.04-10 ms（2）儀器的起轉(zhuǎn)速： Vo0.035 ms （3）臨界速度： Vk0.12ms（4）每轉(zhuǎn)四個(gè)信號(hào)（5）旋漿水力螺距： K=250mm(理論)（6）檢定公式全線均方差：M1.5（7）信號(hào)接收處理：HR型流速儀測(cè)算儀(適應(yīng)線性關(guān)系)（8）測(cè)流歷時(shí)： 20s、50s、l00s或1999s任意設(shè)置（9）測(cè)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(hào)數(shù)等。（11）參數(shù)設(shè)置及保存： 可調(diào)校時(shí)間及設(shè)置K、C、T值等參數(shù)，設(shè)置后參數(shù)在掉電狀態(tài)能長(zhǎng)期2.2儀器結(jié)

3、構(gòu)本儀器按工作原理可分為：感應(yīng)，傳信，測(cè)算，尾翼部份。儀器測(cè)流時(shí)的安裝方式有懸桿，轉(zhuǎn)軸和測(cè)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，接收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(cè)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(cè)驗(yàn)設(shè)備選用)轉(zhuǎn)軸部件：與懸索安裝儀器，適用于測(cè)船測(cè)量較低的流速，可使儀器迎合流向。十懸桿部

4、件：與懸索安裝儀器，適用于測(cè)船測(cè)量較高的流速：可使儀器在垂直方向?qū)?zhǔn)水流方向。測(cè)桿部件：(CG20型)供淺水河道，涉水測(cè)流安裝儀器，并兼測(cè)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)。接收電子器件一霍爾傳感器，在外磁場(chǎng)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(hào)。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(hào)，儀器發(fā)計(jì)一次信號(hào)，HR型流速測(cè)算儀將信號(hào)數(shù)直接轉(zhuǎn)換成流速。實(shí)踐表明其轉(zhuǎn)率“n”與流速“V”之間存在一定函數(shù)關(guān)系Vf(n)。在臨界速度Vk以下至起轉(zhuǎn)速Vo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)

5、系。每架儀器檢定結(jié)果，均附有曲線圖和如下檢定公式。 VKn+C式中：V一流速(m/s) n一漿轉(zhuǎn)率(等于旋漿總轉(zhuǎn)數(shù)N與相應(yīng)的測(cè)速歷時(shí)“T之比，即n=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(cè)定，實(shí)際上是測(cè)量在預(yù)定時(shí)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(hào)，因此信號(hào)數(shù)乘1/4即為總轉(zhuǎn)數(shù)。如果流速小于臨界流速Vk，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(cè)桿工作時(shí)，先把測(cè)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(cè)桿的上部安裝與儀器軸向一致的

6、方向標(biāo)。2）用懸桿工作時(shí)與懸索配用安裝儀器適用于測(cè)船測(cè)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300。3）聯(lián)接電路：把儀器上的傳輸線固緊在測(cè)桿或鋼絲繩上，將三芯插頭插入HR測(cè)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(cè)算儀使用方法1）面板操作鍵介紹(見(jiàn)圖一)a)電源開(kāi)關(guān)(有點(diǎn)的一端按下為開(kāi))b)液晶顯示器窗口。c)信號(hào)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)模式鍵：操作此

7、鍵，可顯示時(shí)間、K值、C值、T值及流速等參數(shù)。h)位選鍵：操作此鍵，可對(duì)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(guò)置數(shù)鍵，對(duì)其進(jìn)行設(shè)置或修改。i)當(dāng)通過(guò)位選鍵選定參數(shù)的某一數(shù)位后，每按一下置數(shù)鍵，可使該數(shù)位的數(shù)字加一。j)測(cè)量鍵：操作此鍵，啟動(dòng)儀器進(jìn)入流速測(cè)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。l)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(kāi)。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(kāi)申池盒，裝上電池(注意盒內(nèi)正負(fù)極性)，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，如不顯示時(shí)間，按一下復(fù)位鍵。b)按一下測(cè)量鍵，測(cè)算儀開(kāi)始工作(必須在流速

8、儀接入并開(kāi)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(hào)數(shù)。測(cè)流歷時(shí)一到，HR型流速測(cè)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，并伴有音響提示。在顯示流速時(shí)，操作位選鍵可查看記錄的測(cè)流歷時(shí)及信號(hào)累計(jì)數(shù)，再操作位選鍵則返回到顯示流速狀態(tài)。如需要連續(xù)測(cè)量，只要再按一下測(cè)量鍵即可進(jìn)入下一次測(cè)流。3)查詢、設(shè)置修改參數(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)下操作模式鍵，可使流速和測(cè)流歷時(shí)、信號(hào)數(shù)交替顯示。b)設(shè)置修改參數(shù)(a)修改時(shí)間：如果顯示器不在時(shí)間狀態(tài)，操作模

9、式鍵，使顯示器處于時(shí)間狀態(tài)：tXX.XX.XX。按第一次位選鍵后，顯示器顯示：三XXXXXX，并且時(shí)間的首位數(shù)閃爍。此時(shí)操作置數(shù)鍵可對(duì)閃爍的數(shù)位進(jìn)行修改，修改完成后，再按一次位選鍵，下一數(shù)位又將出現(xiàn)閃爍，同樣又可用置數(shù)鍵對(duì)其進(jìn)行修改，直到最后一位(操作中，若不對(duì)閃爍數(shù)位進(jìn)行修改，可直接按一下位選鍵，使閃爍移至下一位待修改)。修改完成后，再按一次位選鍵，顯示器顯示的時(shí)間即為修改后的時(shí)間。如果使時(shí)間處于修改狀態(tài)后，又不想修改時(shí)間，可操作模式鍵退出。(b)設(shè)置K值：操作模式鍵，使顯示器顯示：0XXXX，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

10、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。重復(fù)這一過(guò)程，直到最后一位數(shù)置入，最后再按下位選鍵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置數(shù)鍵，重新設(shè)置。(c)設(shè)置C值：操作模式鍵，使顯示器顯示：C0XXXXC值狀態(tài)(此時(shí)，C值指示燈亮)。按下位選鍵，顯示器顯示：三C0XXXX，并且小數(shù)點(diǎn)后第一位數(shù)閃爍，以下置數(shù)過(guò)程與上述設(shè)置K值置數(shù)過(guò)程相同。(d)設(shè)置測(cè)流歷時(shí)T操作模式鍵，使顯示器顯示：-t-XXXT值狀態(tài)(此時(shí)T值指示燈亮)。按下位選鍵，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)置狀態(tài)。

11、此時(shí)操作第一次置數(shù)鍵，顯示器顯示三-t-XXX，操作第二次置數(shù)鍵時(shí)，顯示器將顯示三-t-100，操作第三次置數(shù)鍵時(shí)，顯示器將顯示三-t-100。若想設(shè)置此種歷時(shí)T(20s，50s，100s)之一時(shí)，可在顯示到該歷時(shí)T時(shí)，連續(xù)操作位選鍵，使顯示器上閃爍位移出設(shè)置狀態(tài)即可。例如：要將T值設(shè)置為50s，首先操作模式鍵，使顯示器顯示-t-XXX，再操作位選鍵，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)按三次位選鍵，閃爍位移出消失，設(shè)置成功。若需要設(shè)置任意歷時(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)按一次置數(shù)鍵，即進(jìn)

12、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)按置數(shù)鍵，可一直加到9、0后，又重1開(kāi)始循環(huán)百位數(shù)確定后，再按一次置數(shù)鍵使十位數(shù)閃爍，又同樣用置數(shù)鍵可設(shè)置十位數(shù)。同理，個(gè)位數(shù)的設(shè)置也一樣。置數(shù)完成后，操作位選鍵，使閃爍位消失，則設(shè)置任意歷時(shí)T值成功。以上設(shè)置后的參數(shù)在掉電狀態(tài)下能長(zhǎng)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 13.漿套 14.軸承圈 15.彈簧墊圈 16.并緊螺釘 17.防水墊圈 18.信號(hào)支部件19.連接螺釘 20.防松螺釘 21.錐頭螺

13、釘2.5儀器的使用注意事項(xiàng)（1）儀器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，在高速測(cè)流作用下其旋轉(zhuǎn)部分也不易脫落。正確拆卸方法是擰下身架上的密封螺母，松開(kāi)止緊螺釘，(注意牛皮墊圈脫落)松開(kāi)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(kāi)，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。(2)球軸承是儀器的關(guān)鍵元件，其工作條件要求十分清潔和充分潤(rùn)滑，它關(guān)系到儀器的測(cè)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(rùn)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

14、河道測(cè)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(cè)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，以免造成信號(hào)電路損壞。(7)如果HR型流速測(cè)算儀在末接入信號(hào)插頭時(shí)能正常工作，但接上信號(hào)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(hào)插頭進(jìn)行檢查否則將損壞儀器。(8)如果在開(kāi)機(jī)或工作中出現(xiàn)異?，F(xiàn)象時(shí)，可操作復(fù)位鍵重新啟動(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5.1V，則需更換電池。(9)如果長(zhǎng)期不使用，將電池取出，以防電池漏液腐蝕器件。3. 實(shí)驗(yàn)步

15、驟及流程1) 用連桿測(cè)出水深并確定流速儀位置。由于實(shí)驗(yàn)測(cè)的水渠截面是較為規(guī)則的等腰梯形。所以確定四處測(cè)速位置第一、四條測(cè)速線在坡面的1/2處，第三、四條測(cè)速線在底部。確定測(cè)點(diǎn)深。如圖一所示：圖一2) 用米尺量出H1，H2，H3，H4距離（起點(diǎn)距）。第一、四條測(cè)速線用一點(diǎn)法測(cè)出流速，第三、四條測(cè)速線用兩點(diǎn)法測(cè)流速。3) 在屏幕上讀出各點(diǎn)的流速。4) 計(jì)算出部分流量。5) 算出流量Q。6) 實(shí)驗(yàn)設(shè)備：流速儀、秒表、計(jì)算器，聯(lián)桿、電線，測(cè)深測(cè)速記載及流量計(jì)算表。4. 數(shù)據(jù)記錄及處理（見(jiàn)下頁(yè)表格）5.實(shí)驗(yàn)總結(jié)及感想 本次實(shí)驗(yàn)是我關(guān)于水利專業(yè)方面的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)。所以對(duì)我來(lái)說(shuō)既新奇又感到興趣十足。中午，我們放棄休息的時(shí)間早早來(lái)到學(xué)校北面的實(shí)驗(yàn)基地。老師已經(jīng)在水渠里放了水。接下來(lái)是測(cè)水流速的實(shí)驗(yàn)。老師先給我們介紹了LS45A型測(cè)速儀的使用，然后有具體示范了水渠截面流速的測(cè)量方法。接下來(lái)，我們分成三組，分別測(cè)量不同截面的流速。我們組對(duì)本次實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了分工，有專門讀HR測(cè)算儀的；有拿著側(cè)桿的；有組裝測(cè)速儀的；有記錄數(shù)據(jù)的；有負(fù)責(zé)讀取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的。實(shí)驗(yàn)自始至終進(jìn)行的井然有序，對(duì)于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們也得到了老師的認(rèn)可。做完測(cè)深測(cè)速的實(shí)驗(yàn)，我