[发明专利]转子流速仪的检定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种江河水文测验流速仪的检定方法，具体讲是涉及一种转子流速仪的检定方法，属于水利水文技术领域。

背景技术

流速仪是江河水文测验仪器，按国家计量法规定，仪器出厂时必须对仪器性能进行检定。我国现有的流速仪检定方法、规程是按照国家标准GB/T150《直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法》。

1.检定原理

流速仪检定原理是应用物体相对运动理论，即假设水体静止，仪器与其作相对直线运动，从而获得流速V，检测流速仪转子转速n，建立V～n关系式：

V＝Kn+C                        (1)

式中V是流速，n是转子转速，K为转子的水力螺距，C为检定系数。

2.检定设备

据上述原理设计检定设备，包括：a、直线明槽；b、轨道；c、检定车；d、测杆及信号电缆传输；e、数据采集系统；f、数据处理系统等六部分。运作：流速仪安装在测杆下端，没入水中测点处，固定在检定车上确定的方位上；工作者调控检定车操作盘，以规定的速度级，在直线明槽两侧的轨道上运行。

3.数据处理

由数据采集系统采集检定车行驶直线距离L、仪器输出信号N，以及相应的时间t；数据处理系统进行数据处理，得V＝L/t、n＝N/t，共16组数据，用最小二乘法进行数据处理，求解式(1)。可以得到K值和C值，确定仪器的V～n关系式。

为得到式(1)的检定成果符合标准规定的精度，GB/T150规定：

(1)测速范围：0.13～5m/s，共16个测点；

(2)仪器安装：轴线偏角＜2.5°

(3)静水时间：a、直线明槽中水体应处于相对静止状态，与下一次检定速度相比，其扰动状态可忽略时，再行车检定；b、连续加速行车、逐级采样可不设静水时间；

(4)检定公式均方差：m≤±1.8％。

4.目前流速仪检定存在的问题

(1)检定理论

按上述流速仪检定理论假设，水体应为静水；据仪器静态检定原则：标准输入量为恒稳量，检定工况相同；牛顿第二定律：作用力与反作用力大小相等，方向相反。根据这些理论要求，对流速仪检定过程分析如下：

流速仪及其安装测杆和传输电缆在水中运动过程中，频频地激起波浪，经四周槽壁多次反射，作用到仪器转子，随着速度增大，次数的增多，波浪迭加，其量值和方向都极其复杂，也无从测量。特别是小型检定槽在大批量生产检定时，为急于完成任务，加班加点的检定情况，与上述理论相悖。因此，检定成果难以保证。只有在大型检定槽科研实验研究检定时，有充分的静水时间，检定中水体相对静止情况下，基本符合检定理论要求时，才能获得较高的检定成果。GB/T150规定的静水时间不太明确。当今是高速度、快节奏市场的社会，时间就是金钱，为追求高效益，又要满足好的检定精度，存在着现实的矛盾。

(2)仪器安装定向

检定时仪器轴线应与检定槽中心线平行，目前仪器安装时没有确定的基准线作为参照，都是凭工作者经验目测仪器轴向与直线明槽中心线大致平行，缺少明确的基准线，不好测量，各人经验均有一定的差异，故准确性较差，特别是返车检定时，急急忙忙地运作，更不易对准，因此，存在一定的定向误差。

(3)生产效率

每架仪器检定需检定16个测速点，水体波动大，高速检定后，需等待水体平静后再检定低速，生产效率低。

(4)劳动强度

为按时完成生产定额，工作者不停地驾车检定，没有休息时间，精神疲惫，体力欠佳，特别是加班至深夜，高速行车，因直线明槽长度有限，刹车段短，高速检定行车，时有撞车危险，精神紧张。

(5)检定车组

通常检定车组重量0.3～11吨，电力功率4～～364千瓦；高、低速为5～0.01m/s，速度差大，调速系统复杂，稳定性较差，能耗大。

(6)维护费用

检定车高速行车机械磨损大，需经常维护、检修，以防撞车事故。

(7)运营成本

由于检定程序复杂，测点多，检定速度高，设备维护频繁，任务重，静水时间长，工作人员多，效率低，能耗大，管理运营费用大，成本高。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新的转子流速仪的检定方法。新的检定方法将大幅度简化现有技术中检定方法的程序与步骤，提高检定效率，改善工作条件。具体说，本发明所要解决的技术问题有：

1.确保检定成果精度；