LJ12-1A型旋桨式流速仪

1  .LJ12-1A型旋桨式流速仪用途 
本系列旋桨式流速仪造型小，重量轻，携带方便，适用于小河、渠道、径流实验站、水利调查和环保污水监测等场合，用以测定过水断面中预定测点时段平均流速。配用CBL-1型泵站流速仪测杆，可测中、小型泵站单机流量。与积时式悬移质采样器配套，供测流速。安装悬索转轴部件可在深水中测流。 
2  旋桨式流速仪型号 
本系列仪器按测流安装方式和信号减速传动部分结构分： 
LJ12-1A型旋桨式流速仪型安装测杆直径Φ16mm，每一信号转数：20转； 
3  旋桨式流速仪主要技术指标 
⑴ 旋桨结构：             螺旋曲面三叶片，左旋，PC工程塑料 
⑵ 旋桨回转直径D：          60mm 
⑶ 旋桨水力螺距b：        120mm 
⑷ 仪器起转速V0：         0.06m/s 
⑸ 流速测量范围V：        0.057m/s 
⑹ 信号部件结构：           磁敏干簧管电子开关 
⑺ 检定曲线相对误差E：        V≤0.2m/s时，1.5％； V<0.2m/s时，5％ 
⑻ 开关触点容量：           电流50mA，电压6V 
⑼ 干簧管工作次数：        7000万次 
⑽ 仪器连续工作时间：       2小时（含沙量0.5kg/m3，水深1m/s时） 
⑾ 仪器安装测杆规格：       CG16-1型      
⑿ 悬索转轴部件转角：      LJ12-2A/C型水平360;，垂直20; 
⒀ 仪器工作水流条件 
   水深范围：         配用测杆时，下限为0.1m，上限据测杆长度而定； 配悬索转轴部件测流时，0.5-40m 
   水体水温：             0-40 
   悬移质含沙量：          10kg/m3 
4 流速仪工作原理及流速测量和计算方法 
4.1流速仪工作原理 
流速仪工作原理是基于：水流作用到旋桨时，旋桨产生回转运动，其转速,与流速V之间存在着一定的函数关系：V=f(n)。通过流速仪检定水槽实验，建立检定公式，在临界流速VK以上，近似一直线，用经验公式表示： 
            V=a+bn                             (1) 
式中V为流速：a为附加常数，旋桨结构参数确定后，主要取决于主机内摩阻力矩M；b为旋桨水力螺矩，当M值小而稳定时，主要取决于旋桨结构参数，如旋桨机械导程，形状阻力，表面阻力等；n为旋桨转速，为测速历时T内旋桨转数N，即n=N/T，转数N为仪器输出的信号数R与每一个信号数代表旋桨转数Z乘积，即N-ZR。 
VK以下低速区，水流动力矩ML很小，只能勉强克服仪器内摩阻，推动旋桨旋转。因此，旋桨运转过程中受阻产生滑转运行，故低速V-f(n)关系呈曲线形式。检定成果提供Vn 关系曲线图，或近似的直线公式。 
4.2 流速测量方法 
旋桨流速仪测量流速、流量应遵照水文测验规范规定的方法进行。测验断面、渠道位置的选择、测线的布设、垂线测点数目及流量计算方法详见水利部水文司编水文测验规范第四卷、二册流量测验。流速仪测量安装应根据水流条件，见图14。把仪器施放到预定测点位置，并固定。测量历时一般流速为100秒，低速为200秒，根据测速历时T内流速仪输出的信号数R，可计算出仪器实际转数N，进而计算流速。 
4.3 流速计算方法 
例：LJ12-2A型旋桨式流速仪，检定公式：V=0.120n+0.010，信号部件结构为每一信号20转，实际转数N=ZR，即N=20*R。在测速历时T=100秒，测得信号数R=50个。据此，即可计算出流速。首先计算实际转数N=20*50=1000转，代入公式（1）： 
                V=0.120*1000/100+0.010=1.21m/s 
5 仪器结构 
LJ12-2A/C型旋桨式流速仪外貌如图5所示，可分为仪器主机和尾翼两部分。图6为LJ12-2A/C型旋桨流速仪主机结构，按其工组原理可分为：旋桨，旋转支承系统，信号转换发生部分和仪器座等四部分。A、C型仪器结构差别仅是旋转支承系统2A/C中信号减速传动部分，其余完全相同。 
5.1 旋桨 
旋桨结构包括：三个螺旋曲面叶片（左旋）、桨柱和导流帽。桨柱内腔是一精确的圆柱孔，孔口为M-9螺纹，供与旋转支承系统配合；导流帽为流线型桨头，旋桨旋转外廓具有较好的流线型，水阻较小。旋桨叶片正投影面积较大，增大了水动力矩，因而具有较好的低速性能。旋桨材料选用PC工程塑料具有良好的抗冲击强度、耐大气老化和热稳定性特点。 
5.2  LJ12-2A型旋桨式流速仪支承系统 
旋转支承系统（组件）为本系列旋桨流速仪的机芯，LJ12-2A型仪器结构如图7所示。 
旋转支承系统包括：旋转部分、旋转轴动态密封部分、旋转支承部分、信号转换发生部分。 
5.2.1 旋转部分（球轴承支部件） 
由旋桨轴，旋桨轴密封圈，前、后球轴承，内隔套和轴承内圈并帽-螺丝套等组成。前、后球轴承中间用内隔套定位，安装在旋转轴上，后端用轴承内圈并帽-螺丝套拧紧，固定，构成旋转部分基体。如图7所示。从总体看，旋转部分还应包括旋桨转套和  齿式密封装置中的动套等，见图6。前、后球轴承为不锈钢精密仪表单列向心球轴承：8系列20000086MX、9系列1000096MX，启动摩擦力矩为0.51.0g.cm；旋转轴为Φ6*85mm,9Cr18不锈钢，具有良好的结构刚度，制造精度高，同心度小于0.01mm，从而为本系列仪器支承系统提供高精度、稳定可靠的旋转支承基础，具有低而稳定的摩阻力矩和防锈能力。 
5.2.2 旋转轴动态密封部分 
采用非接触式迷宫密封结构，由若干对动、静套相互套合，构成迂回曲折、细小缝隙的途径（图7），对河水的进入产生减压、消能作用，从而可减缓河水进入轴承油室。分前、后二级：前级a为转套式，由旋桨转套和滚花并紧螺帽、篦齿式密封装置后缘的静套构成；后级b为篦齿式（图9为放大图），动、静套采用篦齿式，组装成一整体，具有更佳的密封效应，安装在轴承油室c前。 
为确保仪器灵敏度，装配前应测试其轴、径向活动间隙：0.20.3mm。 
5.2.3 支承部分 
由轴承座、轴承座密封圈和仪器座密封圈等组成，用于安装旋转部分、旋转轴动态密封和信号转换部分。轴承座中间柱腔作为轴承油室（图10）。 
5.2.4 信号转换、发生部分 
信号转换、发生部分包括机械运动的转换、减速和信号发生三个功能。A型仪器减速比为1：20；C型为1：1。 
5.2.4.1 减速齿轮支部件 
由齿轮、齿轮座、齿轮轴、齿轮盖、磁钢和齿轮轴卡等组成（图11），齿轮20齿，装于齿轮座槽中，用齿轮轴支承。磁钢嵌在齿轮腹中，用齿轮盖密封磁钢N-S极围绕齿轮轴线旋转。 
齿轮、齿轮轴等零件均为精密仪表零件，制造精良，具有很高的几何精度和旋转精度（同习度、端面垂直度和径向跳动量）和表面光洁度，以及小而稳定的摩阻力矩（平均0.10g.cm），运转平衡，磁钢为稀土钐钴（SmCo-2），具有很高的磁能积和稳定性。