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常规型流速仪的测量原理

发布时间:2016-12-13   点击率:492
测量河流、湖泊和渠道等水体的水流速度的仪器。有机械、电测和超声三种类型。机械型以转子式为主,有旋桨式和旋杯式流速仪。电测型有电磁式流速仪。超声型有时差法和多普勒法流速仪。
流速仪一般适用于定点测时段平均流速。由磁式流速仪或一转多讯号的转子式流速仪能测瞬时流速,也可用作动船法测速。 仪器的测速范围一般为 0.03~5.00米/秒,适用水深一般为0.2~20米。1790年德国R.沃尔特曼制成转子式流速仪,用于流速测量。中国20世纪50~60年代制造使用的旋杯式和旋桨式流速仪,具有防水防沙性能良好的特点。流速仪的发展方向是非转子的电测技术、光学技术、超声波技术和遥测技术。 旋桨式流速仪主要由旋桨、身架和尾翼三部分组成。旋桨内装有讯号触点和轴承转轴等,中国"25-1型”旋桨流速仪的转轴系统中有曲折的迷宫结构,内部充满轻机油,有较好的防水防沙性能,能在高流速和多沙河流中使用。旋桨式流速仪、旋杯式流速仪和旋叶式流速仪均属转子式流速仪,工作原理基本相同,是利用水流动力推动转子旋转,根据转动速度推求流速。公式为:
流速仪
式中υ为流速;N为时段内的总转数;t为时段历时;c为常数,反映转子旋转时的摩阻力;K 值取决于桨叶螺距或杯型。K、c值均在专用水槽中检定得出。在低速情况下由于c 值的影响较大,流速公式呈曲线函数关系,不再使用上式。
转数用计数器显示,最简单的计数器是小电灯、电铃和晶体管音响器。旋桨每转动20圈,开关接通一次,电灯闪光或音响,由人工记数,停表计时,较完善的有电动计数表、电子计数器、计时计数器和直读流速显示器等,这些计数器可用于旋桨每转动 1圈有许多讯号的流速仪,能提高测速精度。
电磁式流速仪原理是把水流作为导体,在一定的磁场中切割磁力线,即产生电动势,其电压与流速成正比。仪器没有转子,外形光滑,体积小,功耗低,体腔中有励磁线圈,在表面与磁力线垂直的方向上镶有一对电极与水体相通。当水流在其表面流动时,电极上产生微量电压信号,用导线传送到计数器上,经放大和模数转换等电路处理,即可直接显示流速。
超声波测速仪原理见图。把换能器布设在河岸两边某水深处,呈斜线方向,A 点发出一个声脉冲到达B点所经历的时段为t1,反之由B点发 A点收的历时为t2,由于流速的存在,逆水方向声速减低,顺水则增高,时间差Δt=t1-t2,流速 υ与Δt有线性函数关系。用微秒级的测时电路,经过处理计算,即可直接显示AB线段上的平均流速。
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此文关键词:工业密封,无损检测,流体流量,仪器仪表,压力传感器,压力校验校准