便攜式水流測(cè)速儀

張琮范

（平頂山高級(jí)技工學(xué)校 河南 平頂山 467000）

水流量的測(cè)量原理是采用水流速測(cè)量?jī)x測(cè)出水流速度，再根據(jù)水流速度轉(zhuǎn)換出水的流量。但是，目前，測(cè)量水速的測(cè)量?jī)x由于體積、不便于攜帶而只能用于大江大河的水流速的測(cè)量。在測(cè)量小河、小水渠以及污水排放溝、渠的流速測(cè)量時(shí)，大型測(cè)速儀便無(wú)能為力。

本文介紹的水流量測(cè)速儀是一種新型的目的是提供一種既能測(cè)量小水流、小水渠以及污水排放溝、渠的流速度，又便于攜帶、方便的便攜式水流速測(cè)速儀。該水流測(cè)速儀以獲得國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。

1 便攜式水流測(cè)速儀的結(jié)構(gòu)

圖1

便攜式水流測(cè)速儀的結(jié)構(gòu)由水流速度轉(zhuǎn)換裝置、萬(wàn)向手柄裝置和紅外線測(cè)速儀三部分組成。

1.1 水流速轉(zhuǎn)換裝置的組成和作用

1.1.1 定向調(diào)節(jié)板（圖 1 標(biāo)記中 1）

定向調(diào)節(jié)板可采用空心板或內(nèi)部充填有密度小于1g/cm2的輕浮材料的空心板。其作用能使測(cè)速儀和其它機(jī)構(gòu)漂浮在水面上。定向調(diào)節(jié)板的兩端為“楔”形。其作用是：自動(dòng)調(diào)節(jié)水流的方向。

1.1.2 葉輪（圖 1標(biāo)記中 2和 10）和葉片（圖 1標(biāo)記中 9和 15）

葉輪和葉片的軸固定安裝在支承箱上，使之對(duì)稱分布在定向調(diào)節(jié)板的兩側(cè)。其作用是：采集水流速度。葉片伸入水中的深度為：30mm-40mm。

1.1.3 支承箱（圖 1 標(biāo)記中 11）

支承箱可用輕質(zhì)材料制成，其主要作用是支承葉輪和紅外線測(cè)速儀。

1.2 萬(wàn)向手柄裝置的組成和作用

1.2.1 支承板（圖 1 標(biāo)記中 4）

支承板是有強(qiáng)度較大的輕質(zhì)材料所制成，用四個(gè)螺栓固定在定向板上，固定時(shí)要注意支承板的中心要與定向調(diào)節(jié)板的中心重合，并且支承板的板面中線要與葉輪的軸線重合，目的是保持測(cè)速儀在水中平衡。支承板的主要作用是：固定和支承萬(wàn)向手柄。

1.2.2 萬(wàn)向手柄（圖 1 標(biāo)記中 5、6、7、14）

萬(wàn)向手柄有萬(wàn)向輪、伸縮桿和手柄組成。其主要作用是：拉動(dòng)伸縮桿可以調(diào)節(jié)測(cè)量?jī)x到岸邊的距離，還可以隨著水流的方向可以任意調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)板的方向。

1.3 紅外線脈沖測(cè)速儀

紅外線脈沖測(cè)速儀安裝在支承箱上。在葉片的吃水位處貼反光膠紙，紅外線脈沖測(cè)速儀就可以檢測(cè)到葉片的最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速并記錄下來(lái)。

2 便攜式水流測(cè)速儀的工作原理

利用便攜式水流測(cè)速儀測(cè)出水流速度，然后測(cè)量水流的斷面面積，最后換算出水流的流量。

2.1 水流速的計(jì)算

上式中，D—表示“測(cè)量?jī)x”的葉輪吃水直徑，單位是m；

n—表示葉輪的轉(zhuǎn)速，單位是r/min；

v—表示葉輪的線速度等于水流的流速，單位是m/s。

2.2 水流量的計(jì)算

上式中，S—表示水流得橫截面積，單位m2；

v—表示水流的速度，單位是m/s；

t—表示時(shí)間，單位是s；

Q—是流量，單位是m3/s。

3 使用方法

3.1 檢測(cè)水流速度

3.1.1 調(diào)節(jié)伸縮手柄，使檢測(cè)儀調(diào)整到合適的位置。

3.1.2 按下“測(cè)量?jī)x”的測(cè)量按鈕并將測(cè)量?jī)x平放在控制斷面上約5分鐘，“測(cè)量?jī)x”可以自動(dòng)定位并記憶水的流速；

3.1.3 再按下讀取按鈕即可讀出水流速的最高速度、最低速度和平均速度。；

3.1.4 反復(fù)測(cè)量幾次記錄數(shù)據(jù)。

3.2 測(cè)量河道的寬度和深度

3.2.1 用皮尺測(cè)量河流垂直河道的寬度；

3.2.2 用直尺測(cè)量河道斷面的深度；

3.3 根據(jù)公式計(jì)算水的流量

例如 已知，葉輪直徑D=0.1m，葉輪轉(zhuǎn)速n=540r/min，水流的寬度L=4m，水流深度h=0.8m，試計(jì)算平頂山市湛河上游某污水排放點(diǎn)的日排放污水量。