測量河流、湖泊和渠道等水體的水流速度的儀器。械、電測和聲三種類型。機械型以轉子式為主,有旋槳式和旋杯式流速儀。電測型有電磁式流速儀。聲型有時差法和多普勒法流速儀。
流速儀一般適用于定點測時段平均流速。由磁式流速儀或一轉多訊號的轉子式流速儀能測瞬時流速,也可用作動船法測速。 儀器的測速范圍一般為 0.03~5.00米/秒,適用水深一般為0.2~20米。1790年德國R.沃爾特曼制成轉子式流速儀,用于流速測量。中國20世紀50~60年代制造使用的旋杯式和旋槳式流速儀,具有水沙性能良好的特點。流速儀的發(fā)展方向是非轉子的電測技術、光學技術、聲波技術和遙測技術。(見彩圖)
旋槳式流速儀 主要由旋槳、身架和尾翼三部分組成。旋槳內裝有訊號觸點和軸承轉軸等,中國"25-1型”旋槳流速儀的轉軸系統(tǒng)中有曲折的迷宮結構,內部充滿輕機油,有較好的水沙性能,能在高流速和多沙河流中使用。旋槳式流速儀、旋杯式流速儀和旋葉式流速儀均屬轉子式流速儀,工作原理基本相同,是利用水流動力推動轉子旋轉,根據(jù)轉動速度推求流速。公式為:
式中υ為流速;N為時段內的總轉數(shù);t為時段歷時;c為常數(shù),反映轉子旋轉時的摩阻力;K 值取決于槳葉螺距或杯型。K、c值均在水槽中檢定得出。在低速情況下由于c 值的影響較大,流速公式呈曲線函數(shù)關系,使用上式。
轉數(shù)用計數(shù)器顯示,簡單的計數(shù)器是小電燈、電鈴和晶體管音響器。旋槳每轉動20圈,開關接通,電燈閃光或音響,由人工記數(shù),停表計時,較完善的有電動計數(shù)表、電子計數(shù)器、計時計數(shù)器和直讀流速顯示器等,這些計數(shù)器可用于旋槳每轉動 1圈有許多訊號的流速儀,能測速。
電磁式流速儀 原理是把水流作為導體,在的磁場中切割磁力線,即產(chǎn)生電動勢,其電壓與流速成正比。儀器沒有轉子,外形光滑,體積小,功耗低,體腔中有勵磁線圈,在表面與磁力線垂直的方向上鑲有一對電與水體相通。當水流在其表面流動時,電上產(chǎn)生微量電壓信號,用導線傳送到計數(shù)器上,經(jīng)放大和模數(shù)轉換等電路處理,即可直接顯示流速。
聲波測速儀 原理見圖。把換能器布設在河岸兩邊某水深處,呈斜線方向,A 點發(fā)出一個聲脈沖到達B點所經(jīng)歷的時段為t1,反之由B點發(fā) A點收的歷時為t2,由于流速的存在,逆水方向聲速減低,順水則增高,時間差Δt=t1-t2,流速 υ與Δt有線性函數(shù)關系。用微秒級的測時電路,經(jīng)過處理計算,即可直接顯示AB線段上的平均流速。
華東水文儀器檢測中心擁有國內等級的流速儀檢定水槽,是水文儀器定點維修檢定單位之一,主要面向水利、水文、、海洋、氣象、勘探、測繪、工礦企業(yè)及各高等院校和科研單位等行業(yè)。2005年被水文局冠名為“華東水文儀器檢測中心,
1998年中心在國內采用了的交流變頻器技術,對流速儀檢定設施進行了大規(guī)模升級技術改造,將瀕臨淘汰的、國內落后的三級水槽一舉改造升級為的水槽。升級后的流速儀檢定系統(tǒng),了數(shù)據(jù)處理和工作效率。該項目榮獲北海分局科技進步一等獎,科技進步三等獎,同時榮獲山東省水利科技進步二等獎。2004年中心再次對流速儀檢定設施自動控制系統(tǒng)進行了技術改造并獲得成功,該成果榮獲“山東省計算機應用成果”三等獎。中心充分利用山東流速儀檢定水槽技術上的優(yōu)勢,在國內開展了電波類、電磁類、聲學多普勒類等多種新型流速流量儀器檢定檢測方法的試驗研究,并取得了成果,填補了。2001年中心與聯(lián)合建立了個流速儀、海流計的計量檢定標準。2005年中心順利通過監(jiān)督管理委員會的計量,是批通過的水文儀器檢測機構,也是華東地區(qū)的對量水儀器設施進行計量檢定的質檢機構。 2008年10月份順利通過了水文局組織的技術鑒定和質量監(jiān)督的審查工作,12月份順利通過了監(jiān)督管理委員會組織的監(jiān)督評審和換證評審工作。
華東水文儀器檢測中心負責多個省、市、自治區(qū)儀器的檢測/校準工作。主要承擔各種轉子式流速儀、電波流速儀、多普勒流速儀(ADCP)、流速流向儀、海流計、電磁流速儀、聲波測深儀等儀器的檢測、發(fā)證,為水量測量提供第三方公正數(shù)據(jù)和水文儀器鑒定。通過近幾年不斷市場的開發(fā),由以前單一的轉子式流速儀鑒定拓展到海流儀、聲學儀器、電磁儀器等七大類儀器鑒定,連續(xù)三年儀器檢定量居同行,社會效益和經(jīng)濟效益其顯著,2007年被山東省省直機關工作委員會并獲得“青年文明號”等榮譽稱號。









