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LJ12-1A型旋槳式流速儀

1  .LJ12-1A型旋槳式流速儀用途 
本系列旋槳式流速儀造型小，重量輕，攜帶方便，適用于小河、渠道、徑流實驗站、水利調查和環保污水監測等場合，用以測定過水斷面中預定測點時段平均流速。配用CBL-1型泵站流速儀測桿，可測中、小型泵站單機流量。與積時式懸移質采樣器配套，供測流速。安裝懸索轉軸部件可在深水中測流。 
2  旋槳式流速儀型號 
本系列儀器按測流安裝方式和信號減速傳動部分結構分： 
LJ12-1A型旋槳式流速儀型——安裝測桿直徑Φ16mm，每一信號轉數：20轉； 
3  旋槳式流速儀主要技術指標 
⑴ 旋槳結構：             螺旋曲面三葉片，左旋，PC工程塑料 
⑵ 旋槳回轉直徑D：       60mm 
⑶ 旋槳水力螺距b：        120mm 
⑷ 儀器起轉速V0：         ≤0.06m/s 
⑸ 流速測量范圍V：        0.05～7m/s 
⑹ 信號部件結構：          磁敏干簧管電子開關 
⑺ 檢定曲線相對誤差E：    V≥0.2m/s時，E≤±1.5％； 
V<0.2m/s時，E≤±5％ 
⑻ 開關觸點容量：          電流≤50mA，電壓≤6V 
⑼ 干簧管工作次數：        7000萬次 
⑽ 儀器連續工作時間：       2小時（含沙量≤0.5kg/m3，水深≤1m/s時） 
⑾ 儀器安裝測桿規格：       CG16-1型      
⑿ 懸索轉軸部件轉角：      LJ12-2A/C型—水平360°，垂直20° 
⒀ 儀器工作水流條件 
   水深范圍：         配用測桿時，下限為0.1m，上限據測桿長度而定； 
配懸索轉軸部件測流時，0.5～40m 
   水體水溫：              0～40℃ 
   懸移質含沙量：          ≤10kg/m3 
4 流速儀工作原理及流速測量和計算方法 
4.1流速儀工作原理 
流速儀工作原理是基于：水流作用到旋槳時，旋槳產生回轉運動，其轉速,與流速V之間存在著一定的函數關系：V=f(n)。通過流速儀檢定水槽實驗，建立檢定公式，在臨界流速VK以上，近似一直線，用經驗公式表示： 
            V=a+bn                             (1) 
式中V為流速：a為附加常數，旋槳結構參數確定后，主要取決于主機內摩阻力矩M；b為旋槳水力螺矩，當M值小而穩定時，主要取決于旋槳結構參數，如旋槳機械導程，形狀阻力，表面阻力等；n為旋槳轉速，為測速歷時T內旋槳轉數N，即n=N/T，轉數N為儀器輸出的信號數R與每一個信號數代表旋槳轉數Z乘積，即N-ZR。 
VK以下低速區，水流動力矩ML很小，只能勉強克服儀器內摩阻，推動旋槳旋轉。因此，旋槳運轉過程中受阻產生滑轉運行，故低速V-f(n)關系呈曲線形式。檢定成果提供V～n 關系曲線圖，或近似的直線公式。 
4.2 流速測量方法 
旋槳流速儀測量流速、流量應遵照水文測驗規范規定的方法進行。測驗斷面、渠道位置的選擇、測線的布設、垂線測點數目及流量計算方法詳見水利部水文司編《水文測驗規范》第四卷、第二冊流量測驗。流速儀測量安裝應根據水流條件，見圖1～4。把儀器施放到預定測點位置，并固定。測量歷時一般流速為100秒，低速為200秒，根據測速歷時T內流速儀輸出的信號數R，可計算出儀器實際轉數N，進而計算流速。 
4.3 流速計算方法 
例：LJ12-2A型旋槳式流速儀，檢定公式：V=0.120n+0.010，信號部件結構為每一信號20轉，實際轉數N=ZR，即N=20×R。在測速歷時T=100秒，測得信號數R=50個。據此，即可計算出流速。首先計算實際轉數N=20×50=1000轉，代入公式（1）： 
                V=0.120×1000/100+0.010=1.21m/s 
5 儀器結構 
LJ12-2A/C型旋槳式流速儀外貌如圖5所示，可分為儀器主機和尾翼兩部分。圖6為LJ12-2A/C型旋槳流速儀主機結構，按其工組原理可分為：旋槳，旋轉支承系統，信號轉換發生部分和儀器座等四部分。A、C型儀器結構差別僅是旋轉支承系統2A/C中信號減速傳動部分，其余*相同。 
5.1 旋槳 
旋槳結構包括：三個螺旋曲面葉片（左旋）、槳柱和導流帽。槳柱內腔是一的圓柱孔，孔口為M9×1螺紋，供與旋轉支承系統配合；導流帽為*線型槳頭，旋槳旋轉外廓具有較好的流線型，水阻較小。旋槳葉片正投影面積較大，增大了水動力矩，因而具有較好的低速性能。旋槳材料選用PC工程塑料具有良好的抗沖擊強度、耐大氣老化和熱穩定性特點。 
5.2  LJ12-2A型旋槳式流速儀支承系統 
旋轉支承系統（組件）為本系列旋槳流速儀的機芯，LJ12-2A型儀器結構如圖7所示。 
旋轉支承系統包括：旋轉部分、旋轉軸動態密封部分、旋轉支承部分、信號轉換發生部分。 
5.2.1 旋轉部分（球軸承支部件） 
由旋槳軸，旋槳軸密封圈，前、后球軸承，內隔套和軸承內圈并帽-螺絲套等組成。前、后球軸承中間用內隔套定位，安裝在旋轉軸上，后端用軸承內圈并帽-螺絲套擰緊，固定，構成旋轉部分基體。如圖7所示。從總體看，旋轉部分還應包括旋槳轉套和  齒式密封裝置中的動套等，見圖6。前、后球軸承為不銹鋼精密儀表單列向心球軸承：8系列20000086MX、9系列1000096MX，啟動摩擦力矩為0.5～1.0g.cm；旋轉軸為Φ6×85mm,9Cr18不銹鋼，具有良好的結構剛度，制造精度高，同心度小于0.01mm，從而為本系列儀器支承系統提供高精度、穩定可靠的旋轉支承基礎，具有低而穩定的摩阻力矩和防銹能力。 
5.2.2 旋轉軸動態密封部分 
采用非接觸式迷宮密封結構，由若干對動、靜套相互套合，構成迂回曲折、細小縫隙的途徑（圖7），對河水的進入產生減壓、消能作用，從而可減緩河水進入軸承油室。分前、后二級：前級a為轉套式，由旋槳轉套和滾花并緊螺帽、篦齒式密封裝置后緣的靜套構成；后級b為篦齒式（圖9為放大圖），動、靜套采用篦齒式，組裝成一整體，具有更佳的密封效應，安裝在軸承油室c前。 
為確保儀器靈敏度，裝配前應測試其軸、徑向活動間隙：0.2～0.3mm。 
5.2.3 支承部分 
由軸承座、軸承座密封圈和儀器座密封圈等組成，用于安裝旋轉部分、旋轉軸動態密封和信號轉換部分。軸承座中間柱腔作為軸承油室（圖10）。 
5.2.4 信號轉換、發生部分 
信號轉換、發生部分包括機械運動的轉換、減速和信號發生三個功能。A型儀器減速比為1：20；C型為1：1。 
5.2.4.1 減速齒輪支部件 
由齒輪、齒輪座、齒輪軸、齒輪蓋、磁鋼和齒輪軸卡等組成（圖11），齒輪20齒，裝于齒輪座槽中，用齒輪軸支承。磁鋼嵌在齒輪腹中，用齒輪蓋密封磁鋼N-S極圍繞齒輪軸線旋轉。 
齒輪、齒輪軸等零件均為精密儀表零件，制造精良，具有很高的幾何精度和旋轉精度（同習度、端面垂直度和徑向跳動量）和表面光潔度，以及小而穩定的摩阻力矩（平均0.10g.cm），運轉平衡，磁鋼為稀土釤鈷（SmCo-2），具有很高的磁能積和穩定