[实用新型]微型旋桨式动态流速仪

说明书

本实用新型涉及测量水流运动速度的流速仪。特别适用于测量缓变不稳定流速。

自从1790年发明旋转式流速仪以来，以后虽又有多种型式的流速仪出现，但直到今天世界各国在河渠水文测验和河渠工程模型试验中仍主要使用旋浆式流速仪或与之相近的旋杯式流速仪。

河渠工程及其模型试验的发展。要求测量不稳定流速变化过程（通常属于缓变类型），使传统的流速仪无能为力。一方面旋浆本身的响应速度不够。一方面是仪器主机的计数误差，限制了它仅能适用于稳定流条件下测量平均流速，也使它在常规施测时间内测量20厘米／秒的低流速精度很差。

本实用新型由传感器、电缆、主机（含显示、打印设备）等组成。其构成框图如图1所示。

与传统旋浆式流速仪比较，本实用新型作了以下改进。

1.尽可能减小旋浆的质量／回转直径长度的数值现已将回转直径为10毫米，长12毫米的旋浆其质量减小到0.11克，经专用设备检定适用的流速变化率可达20厘米／秒／秒。同时将旋浆式流速仪的工作方法由传统的定时计测旋浆转数（或脉冲数）改为计测旋浆转一周所需时间。即旋浆每转一周就能获得一个流速值。从而避免了前者由于不可避免地存在一个数字的绝对误差，难以测量不稳定流速变化过程和测低流速精度差的缺陷。仪器打印输出周期累加值（时间）和对应的流速值。便于绘制流速变化过程线。

2.已往的微型旋浆式流速仪（Miniatnrepropeller－type    Current    meter）与主机的连接电缆长度不超过20余米，不便于模型试验实现集中检测流速。本实用新型在传感器上加装了振荡，放大等器件如图2，同时采用高输入阻抗的器件作主机的输入电路，传感器与主机之间用三芯电缆连接，传输距离达500米。

3.由于流速仪是在水流紊动很弱的理想条件下标定的，而应用环境中通常水流紊动较强，根据已往资料，应用中因水流紊动，主要是水流左右摆动，造成旋浆式流速仪读数偏小图3，本实用新型在旋浆迎水面下部增加了阻尼器。使旋浆在其轴线上下部所受推力不等，当水流摆动角度△θ不超过±15度时，由于阻尼器对水流的阻力，当流向偏左时旋浆上部受到的推力的增量较旋浆下部受到的阻力的增量绝对值稍大（旋浆按顺时针方向转动）；使旋浆转速较对正流向时略增大。当流向偏右时，旋浆上部阻碍转动的力的增力较下部推力的增量绝对值稍大，使旋浆转速较对正流向时略减小。这样流向左右摆动造成的测量误差就能得到一定程度的补偿图5。

4.本实用新型采用单板微机为智能部件，能同时检测一至八点流速。

图示说明：

图1为本实用新型结构框图，图中传感器数量为8个；

图2为在传感器上加装的振荡放大电路：

图3为传统流速仪在水流紊动情况下的误差曲线其中虚线为理论曲线，实线为实验曲线：

图4（a）为传感器组件构造图。图中，1振荡放大电路盒，2插座，3导线，4测杆，5嵌件，6补偿电极，7测速电极，8旋浆，9轴尖，10顺水帽，11轴承架（公共电极），12螺钉，13宝石轴承，14托片，15测深电极，16宝石轴承，17轴尖，18流向标，19测向电极，20阻尼器。图4（b）为传感器旋浆正视图，图中，20阻尼器，11轴承架（公共电极）。图4（C）、图4（d）为传感器旋浆俯视图，图中，8旋浆。

图5为加装阻尼器前后测量误差对比，（a）为没设阻尼器误差曲线（b）为加装阻尼器误差曲线。