LJ12-1A型旋槳式流速儀1 .LJ12-1A型旋槳式流速儀用途本系列旋槳式流速儀造型小，重量輕，攜帶方便，適用于小河、渠道、徑流實驗站、水利調(diào)查和環(huán)保污水監(jiān)測等場合，用以測定過水?dāng)嗝嬷蓄A(yù)定測點時段平均流速。配用CBL-1型泵站流速儀測桿，可測中、小型泵站單機流量。與積時式懸移質(zhì)采樣器配套，供測流速。安裝懸索轉(zhuǎn)軸部件可在深水中測流。2 旋槳式流速儀型號本系列儀器按測流安裝方式和信號減速傳動部分結(jié)構(gòu)分：LJ12-1A型旋槳式流速儀型——安裝測桿直徑Φ16mm，每一信號轉(zhuǎn)數(shù)：20轉(zhuǎn)；3 旋槳式流速儀主要技術(shù)指標(biāo)⑴ 旋槳結(jié)構(gòu)： 螺旋曲面三葉片，左旋，PC工程塑料⑵ 旋槳回轉(zhuǎn)直徑D： 60mm⑶ 旋槳水力螺距b： 120mm⑷ 儀器起轉(zhuǎn)速V0： ≤0.06m/s⑸ 流速測量范圍V： 0.05～7m/s⑹ 信號部件結(jié)構(gòu)： 磁敏干簧管電子開關(guān)⑺ 檢定曲線相對誤差E： V≥0.2m/s時，E≤±1.5%；V<0.2m/s時，E≤±5%⑻ 開關(guān)觸點容量： 電流≤50mA，電壓≤6V⑼ 干簧管工作次數(shù)： 7000萬次⑽ 儀器連續(xù)工作時間： 2小時（含沙量≤0.5kg/m3，水深≤1m/s時）⑾ 儀器安裝測桿規(guī)格： CG16-1型 ⑿ 懸索轉(zhuǎn)軸部件轉(zhuǎn)角： LJ12-2A/C型—水平360°，垂直20°⒀ 儀器工作水流條件 水深范圍： 配用測桿時，下限為0.1m，上限據(jù)測桿長度而定；配懸索轉(zhuǎn)軸部件測流時，0.5～40m 水體水溫： 0～40℃ 懸移質(zhì)含沙量： ≤10kg/m34 流速儀工作原理及流速測量和計算方法4.1流速儀工作原理流速儀工作原理是基于：水流作用到旋槳時，旋槳產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運動，其轉(zhuǎn)速,與流速V之間存在著一定的函數(shù)關(guān)系：V=f(n)。通過流速儀檢定水槽實驗，建立檢定公式，在臨界流速VK以上，近似一直線，用經(jīng)驗公式表示： V=a+bn (1)式中V為流速：a為附加常數(shù)，旋槳結(jié)構(gòu)參數(shù)確定后，主要取決于主機內(nèi)摩阻力矩M；b為旋槳水力螺矩，當(dāng)M值小而穩(wěn)定時，主要取決于旋槳結(jié)構(gòu)參數(shù)，如旋槳機械導(dǎo)程，形狀阻力，表面阻力等；n為旋槳轉(zhuǎn)速，為測速歷時T內(nèi)旋槳轉(zhuǎn)數(shù)N，即n=N/T，轉(zhuǎn)數(shù)N為儀器輸出的信號數(shù)R與每一個信號數(shù)代表旋槳轉(zhuǎn)數(shù)Z乘積，即N-ZR。VK以下低速區(qū)，水流動力矩ML很小，只能勉強克服儀器內(nèi)摩阻，推動旋槳旋轉(zhuǎn)。因此，旋槳運轉(zhuǎn)過程中受阻產(chǎn)生滑轉(zhuǎn)運行，故低速V-f(n)關(guān)系呈曲線形式。檢定成果提供V～n 關(guān)系曲線圖，或近似的直線公式。4.2 流速測量方法旋槳流速儀測量流速、流量應(yīng)遵照水文測驗規(guī)范規(guī)定的方法進行。測驗斷面、渠道位置的選擇、測線的布設(shè)、垂線測點數(shù)目及流量計算方法詳見水利部水文司編《水文測驗規(guī)范》第四卷、第二冊流量測驗。流速儀測量安裝應(yīng)根據(jù)水流條件，見圖1～4。把儀器施放到預(yù)定測點位置，并固定。測量歷時一般流速為100秒，低速為200秒，根據(jù)測速歷時T內(nèi)流速儀輸出的信號數(shù)R，可計算出儀器實際轉(zhuǎn)數(shù)N，進而計算流速。4.3 流速計算方法例：LJ12-2A型旋槳式流速儀，檢定公式：V=0.120n+0.010，信號部件結(jié)構(gòu)為每一信號20轉(zhuǎn)，實際轉(zhuǎn)數(shù)N=ZR，即N=20×R。在測速歷時T=100秒，測得信號數(shù)R=50個。據(jù)此，即可計算出流速。首先計算實際轉(zhuǎn)數(shù)N=20×50=1000轉(zhuǎn)，代入公式（1）： V=0.120×1000/100+0.010=1.21m/s5 儀器結(jié)構(gòu)LJ12-2A/C型旋槳式流速儀外貌如圖5所示，可分為儀器主機和尾翼兩部分。圖6為LJ12-2A/C型旋槳流速儀主機結(jié)構(gòu)，按其工組原理可分為：旋槳，旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)，信號轉(zhuǎn)換發(fā)生部分和儀器座等四部分。A、C型儀器結(jié)構(gòu)差別僅是旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)2A/C中信號減速傳動部分，其余完全相同。5.1 旋槳旋槳結(jié)構(gòu)包括：三個螺旋曲面葉片（左旋）、槳柱和導(dǎo)流帽。槳柱內(nèi)腔是一的圓柱孔，孔口為M9×1螺紋，供與旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)配合；導(dǎo)流帽為一流線型槳頭，旋槳旋轉(zhuǎn)外廓具有較好的流線型，水阻較小。旋槳葉片正投影面積較大，增大了水動力矩，因而具有較好的低速性能。旋槳材料選用PC優(yōu)質(zhì)工程塑料具有良好的抗沖擊強度、耐大氣老化和熱穩(wěn)定性特點。5.2 LJ12-2A型旋槳式流速儀支承系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)（組件）為本系列旋槳流速儀的機芯，LJ12-2A型儀器結(jié)構(gòu)如圖7所示。旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)包括：旋轉(zhuǎn)部分、旋轉(zhuǎn)軸動態(tài)密封部分、旋轉(zhuǎn)支承部分、信號轉(zhuǎn)換發(fā)生部分。5.2.1 旋轉(zhuǎn)部分（球軸承支部件）由旋槳軸，旋槳軸密封圈，前、后球軸承，內(nèi)隔套和軸承內(nèi)圈并帽-螺絲套等組成。前、后球軸承中間用內(nèi)隔套定位，安裝在旋轉(zhuǎn)軸上，后端用軸承內(nèi)圈并帽-螺絲套擰緊，固定，構(gòu)成旋轉(zhuǎn)部分基體。如圖7所示。從總體看，旋轉(zhuǎn)部分還應(yīng)包括旋槳轉(zhuǎn)套和 齒式密封裝置中的動套等，見圖6。前、后球軸承為不銹鋼精密儀表單列向心球軸承：8系列MX、9系列MX，啟動摩擦力矩為0.5～1.0g.cm；旋轉(zhuǎn)軸為Φ6×85mm,9Cr18不銹鋼，具有良好的結(jié)構(gòu)剛度，制造高，同心度小于0.01mm，從而為本系列儀器支承系統(tǒng)提供高、穩(wěn)定可靠的旋轉(zhuǎn)支承基礎(chǔ)，具有低而穩(wěn)定的摩阻力矩和防銹能力。5.2.2 旋轉(zhuǎn)軸動態(tài)密封部分采用非接觸式迷宮密封結(jié)構(gòu)，由若干對動、靜套相互套合，構(gòu)成迂回曲折、細小縫隙的途徑（圖7），對河水的進入產(chǎn)生減壓、消能作用，從而可減緩河水進入軸承油室。分前、后二級：前級a為轉(zhuǎn)套式，由旋槳轉(zhuǎn)套和滾花并緊螺帽、篦齒式密封裝置后緣的靜套構(gòu)成；后級b為篦齒式（圖9為放大圖），動、靜套采用篦齒式，組裝成一整體，具有更佳的密封效應(yīng)，安裝在軸承油室c前。為確保儀器靈敏度，裝配前應(yīng)測試其軸、徑向活動間隙：0.2～0.3mm。5.2.3 支承部分由軸承座、軸承座密封圈和儀器座密封圈等組成，用于安裝旋轉(zhuǎn)部分、旋轉(zhuǎn)軸動態(tài)密封和信號轉(zhuǎn)換部分。軸承座中間柱腔作為軸承油室（圖10）。5.2.4 信號轉(zhuǎn)換、發(fā)生部分信號轉(zhuǎn)換、發(fā)生部分包括機械運動的轉(zhuǎn)換、減速和信號發(fā)生三個功能。A型儀器減速比為1：20；C型為1：1。5.2.4.1 減速齒輪支部件由齒輪、齒輪座、齒輪軸、齒輪蓋、磁鋼和齒輪軸卡等組成（圖11），齒輪20齒，裝于齒輪座槽中，用齒輪軸支承。磁鋼嵌在齒輪腹中，用齒輪蓋密封磁鋼N-S極圍繞齒輪軸線旋轉(zhuǎn)。齒輪、齒輪軸等零件均為精密儀表零件，制造精良，具有很高的幾何和旋轉(zhuǎn)（同習(xí)度、端面垂直度和徑向跳動量）和表面光潔度，以及小而穩(wěn)定的摩阻力矩（平均0.10g.cm），運轉(zhuǎn)平衡，磁鋼為稀土釤鈷（SmCo-2），具有很高的磁能積和穩(wěn)定性。5.2.4.2 干簧管支部件作為磁敏干簧管電子開關(guān)的信號發(fā)生部分。由干簧管、聯(lián)接套、管座等組成，用環(huán)氧樹脂密封。干簧管為超微型常開式結(jié)構(gòu)，觸點額定功率3W，開關(guān)電流0.11A，初始觸點電阻200mΩ，小絕緣電阻107Ω，電氣壽命（阻性負載）7×106（6VDC，20mA）。干簧管支部件安裝在軸承油室之外的儀器座中，它與磁鋼參數(shù)匹配范圍寬，通用性強，無須調(diào)整，更換十分方便。干簧管與電感性負載（電鈴計數(shù)器等）配套，觸點在負載電路觸點開路時，將加有高感生電壓，它會損害干簧管或降低工作壽命。因此，不宜配用這類負載計數(shù)器。儀器信號輸出是采用一根導(dǎo)線，另一根以儀器座為地線，通過測桿或鋼絲索輸出。因此，要求計數(shù)器電路入口應(yīng)有較大的輸入阻抗，否則要在接線柱處包裹膠布，使該導(dǎo)線、接線柱與儀器座絕緣，使用很不方便。為此，建議采購計數(shù)器配套時，應(yīng)認準生產(chǎn)廠。5.2.5 旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)總裝（1）安裝步驟a把 齒密封裝置安裝在支承部分軸承座前方螺孔中；b旋槳軸（含旋槳軸密封圈）從軸承座后孔裝進，端部伸出；c在旋槳軸前端裝上旋槳轉(zhuǎn)套，用圓柱頭螺釘、彈簧墊圈固緊；d在軸承座孔中注滿8號儀表油（GB487）；c裝上前球軸承、內(nèi)隔套、后球軸承，同軸承內(nèi)圈并帽一螺絲套并緊；f裝上減速齒輪支部件，把儀表油擠滿密封裝置迷宮縫隙，這時應(yīng)有少量儀表油從進水縫隙流出，旋轉(zhuǎn)部件和旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)總裝完成，同時軸承油室和迷宮裝置也加滿油，（圖6）。（2）檢測軸向工作游隙當(dāng)球軸承支部件安裝在軸承孔中時，前球軸承與軸承座底孔平面之間留有一定的間隙，它是后球軸承內(nèi)套圈（帶鋼球）軸向的自由度，從而確保：后軸承，也是旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)應(yīng)有的自然軸向工作游隙0.05～0.08mm；軸承應(yīng)有的摩阻力矩0.5～1.0g.cm，即儀器靈敏度。本結(jié)構(gòu)為免調(diào)試，可隨機更換球軸承等零件，不影響工作游隙值，裝配、檢修十分方便。旋轉(zhuǎn)、支承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)配置合理，旋轉(zhuǎn)軸徑向跳動小于0.02mm，高速運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性好。（3）檢測儀器靈敏度旋槳流速儀靈敏度即儀器內(nèi)摩阻力矩，可用JBM12-2型旋槳流速儀靈敏度檢查儀（力矩儀）較科學(xué)、、快速地測出摩阻力矩值，以及其運轉(zhuǎn)一個周期（LJ12-1A型、LJ12-2A型為20轉(zhuǎn)）摩阻力矩變化情況，摩擦大點分布，準確地說明球軸承清洗，及其裝配質(zhì)量，從而可準確地推算出儀器靈敏度，即起轉(zhuǎn)速V0。確保儀器低速測量。該儀器可另行訂購。目前測站常用的方法是；吹氣法，即用嘴對準旋槳迎水面均勻、微微地吹氣，觀察旋槳啟動、運行和停止全過程情況。這個方法優(yōu)點是簡單、易行，是在拿到新儀器時多試驗幾次，取得經(jīng)驗，以便今后有所比較；缺點是各人工作經(jīng)驗和熟練程度不同，且保持氣流勻速使旋槳運轉(zhuǎn)一個周期也不容易，準確性差。5.3儀器座 供安裝上述組、部件，并可以把儀器以各種形式與測桿、懸掛轉(zhuǎn)軸等安裝。5.4儀器總裝5.4.1旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)之軸承座上有兩紅色窩點，它標(biāo)明減速齒輪支部件中的磁鋼磁極N-S方向，當(dāng)旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)擰進儀器座時，應(yīng)注意其方向與信號部件（即干簧管）平行，偏差不大于20°。5.4.2旋槳 在旋槳柱孔中加儀表油（約1/2高），然后，右手食、拇指捏住旋轉(zhuǎn)套的滾花外圓，左手拿住旋槳按順時針方向（常規(guī)標(biāo)準正螺旋）旋進旋槳轉(zhuǎn)套螺紋，直至槳旋槳密封圈壓緊。6 維護保持旋槳完好，儀器靈敏度、信號正常，以確保測流。為此，對儀器應(yīng)正確使用和及時維護、清洗、加油，并隨時檢測儀器靈敏度。6.1 一般維護⑴使用過程中應(yīng)注意儀器不能遭受碰撞，以免旋槳、旋槳軸等精密零件受損。⑵測流時應(yīng)小心從儀器箱中取出儀器主機，裝上尾翼，檢查儀器靈敏度、信號。⑶把儀器安裝在測流設(shè)備上應(yīng)注意正確、牢固。特別是進行高速測流時。⑷一般測流完畢，儀器提出水面應(yīng)及時用毛巾拭干儀器表面污水。檢查儀器靈敏度合格后，立即小心地將儀器裝妥在儀器箱原位，無須拆洗儀器內(nèi)部。⑸儀器長期在高速、高含沙量河流中工作，密封裝置可能沉沙，影響儀器靈敏度，這時應(yīng)進行拆洗，或送儀檢站維修。⑹球軸承及油室清洗、加油間隔時間，應(yīng)根據(jù)儀器工作的水流條件、累計測次和時間，以及儀器油在高溫下?lián)]發(fā)情況，通過實踐確定。⑺各“O”型橡膠圈是軸承油室密封關(guān)鍵件，應(yīng)注意其老化變硬、皸裂變質(zhì)，及時更換備件。⑻信號發(fā)生部件可靠性測試：把旋轉(zhuǎn)支承系統(tǒng)從儀器座孔中旋出2mm（2圈），轉(zhuǎn)動旋槳，信號應(yīng)正常，否則應(yīng)更換干簧管備用件，或送儀檢站修理。⑼安放儀器的房間應(yīng)清潔、干燥、通風(fēng)，氣溫：5～25℃，日溫差?。ㄒ悦鈨x器油室的儀表油揮發(fā)），相對濕度小于90%，儀器附近不應(yīng)有化學(xué)藥品、酸性、堿性及揮發(fā)性物品。6.2 清洗6.2.1 儀器外表清洗儀器在高含沙量河流中測量后，附著在其表面的泥沙、污濁物應(yīng)及時用清水洗凈，毛巾擦干，檢查儀器靈敏度合格后立即裝箱；如靈敏度差，應(yīng)在工藝衛(wèi)生條件較好的室內(nèi)拆洗，加油，再不行則送生產(chǎn)廠檢查。6.2.2 轉(zhuǎn)套式密封裝置拆洗儀器在高速、高含沙量河流中長期工作后，轉(zhuǎn)套式密封裝置迷宮細縫中可能沉積泥沙，影響儀器靈敏度，則應(yīng)及時清洗。其法是取下旋槳和旋槳轉(zhuǎn)套，用汽油（或用清水）清洗旋槳轉(zhuǎn)套內(nèi)孔、旋轉(zhuǎn)軸等外表面沉沙后，在旋轉(zhuǎn)軸套中加滿儀表油，按拆卸相反工序裝妥，再檢查儀器靈敏度。6.2.3 篦齒式密封裝置拆洗如篦齒式密封裝置迷宮細縫中沉積泥沙，清洗較麻煩，可細心逐件拆下清洗干凈后，再裝回。6.2.4 軸承油室清洗用手蒙住軸承座前孔，從后孔倒入適量汽油（120號，SY-1207，下同），上、下晃動數(shù)次后，把臟油倒進貯油瓶（過濾后作為粗洗）。上述清洗工藝重復(fù)清洗3次，晾干。6.2.5 球軸承清洗6.2.5.1 手工清洗（測站）球軸承清洗分：粗洗、半精洗和精洗。清洗工具：有蓋的中號鋁制飯盒（洗凈）3個，距盒底15mm處設(shè)置一層銅絲網(wǎng)（65目/25.4mm），每盒盛汽油約1/2高。清洗工藝：左手食、姆兩指捏住球軸承內(nèi)套圈，右手食指快速撥轉(zhuǎn)其外套圈（帶鋼球），使其不斷旋轉(zhuǎn)、滾洗，然后，按同法進行半精洗和精洗。洗凈后球軸承放在口朝上放置在桌上的盒蓋里面（精洗盒），晾干。這是清洗外圈分離型球軸承傳統(tǒng)的方法，不僅清洗效率低，費油，費時，且不易清洗干凈，特別是不可分離型球軸承。6.2.5.2 半自動清洗（檢修站）如圖12所示為球軸承半自動清洗機，清洗頭主軸以1400轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速帶動球軸承高速旋轉(zhuǎn)，球軸承中的泥沙、異雜物很快被甩離出，清洗效率高，且干凈，省油，省時。6.2.6 旋轉(zhuǎn)部件有關(guān)零件清洗把旋轉(zhuǎn)軸、內(nèi)隔套、軸承內(nèi)圈并帽-螺絲套、減速齒輪支部件等依次在上述3個汽油盒中浸洗后，放在口朝上的盒蓋里面（半精洗盒、粗洗盒），晾干。6.2.7 裝配、加油 按5.2.5節(jié)進行6.2.8油質(zhì)本系列儀器軸承油室加EccoLube ME18系列含油軸承潤滑油（?？茲櫥：笱b上減速齒輪支部件。6.2.9 清洗工藝衛(wèi)生球軸承是精密儀表元件，制造很高，具有低而穩(wěn)定的摩阻力矩和高速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)的特性，旋槳流速儀配用它，極大地提高了儀器性能。然而，它必須在潔凈的油浴中工作，任何污染都會影響其正常工作，直接關(guān)系到儀器性能，即測量，甚至工作壽命。因此，儀器使用中軸承油室不能進河水（沙），清洗、加油時，不能混入塵埃等異雜物。為此，清洗器具、儀表油、洗滌劑、清洗工作間、操作者等都要嚴格做好工藝衛(wèi)生，為防止手汗等污染，可用溫水（約40℃）洗手，加洗手液（肥皂）脫脂、去污，嚴防塵埃污染，有關(guān)清洗、加油用具應(yīng)置于廚中。球軸承清洗工藝要求極其嚴格，測站條件較差，建議測站配備清洗干凈、力矩值達標(biāo)的球軸承備件，更換十分方便，并可確保儀器性能。6.3 檢測儀器靈敏度儀器裝配后應(yīng)按5.2.5（3）要求檢測儀器靈敏度。7 使用期限（1）在正常使用情況下，每隔一年，或累計工作300h（按短的計），流速儀應(yīng)重新進行檢定。如儀器內(nèi)摩阻力矩M值測試達標(biāo)，旋槳無損，重檢時間不超過二年。（2）儀器按本說明書有關(guān)規(guī)定正常使用，服役期限10年。（3）用戶從收到儀器之日起，一年內(nèi)在按說明書有關(guān)規(guī)定正常使用中，儀器因制造質(zhì)量不良而發(fā)生損壞或不能工作時，制造廠應(yīng)負責(zé)修理。8 流速儀測流安裝根據(jù)水文測驗場合的實際情況，LJ12系列流速儀配有多種安裝測量方式。（1）水文測桿安裝測量，測桿有兩程規(guī)格（直徑×長度）：CG16-1型為Φ16mm×1.6m，可拆卸成二節(jié)；測桿均有分米刻度，可測量水深。根據(jù)實際需要，測桿長度可另行加長。測量方式可在測橋、岸邊或涉水測量。儀器工作水深：下限為0.1m；上限視測桿長度而定，可另行訂購所需的長測桿。（2）鉛魚頭部立柱安裝測量，LJ1-1A/C型儀器可配備鉛魚立柱懸掛轉(zhuǎn)軸部件安裝在鉛魚頭部立柱上進行測量，水深1～40m，流速0.5～7m/s，測量方式可在水文測船或水文纜道上測量。鉛魚重量50～700Kg。（3在積時式懸移質(zhì)采樣器頭部立柱上安裝，配合測量懸移質(zhì)含沙量的同時，測量流速，以計算懸移質(zhì)輸沙率。（4）CBL-1型泵站流速儀測桿安裝，測量中、小型泵站單機流量。9 儀器全套設(shè)備9.1 儀器本身儀器主機（上裝有干簧管支部件） 1套9.2 附件、備用件（1） 干簧管管支部件 1套（2） 彈簧墊圈ф4 1套（3） 圓柱頭螺釘（M4×10mm ） 1件（4） 各種“O”型橡膠圈 各2件（ф16×2mm、ф10×ф1.5mm、ф6×ф1.5mm）（5） 油瓶（內(nèi)裝含油軸承潤滑油 ） 1件（6） 十字起子（2″） 1件（7） 一字型鐘表起子（起子口0.2×1.4mm；長85mm） 1件（8） 改針 1份（9） 說明書 1份（10） 檢定證書 1份（11） 合格證 1份（12） 儀器箱 1件9.3 特殊零配件（用戶根據(jù)需要另購）9.3.1 儀器零部件（1） 儀器零件、部件、組件（2） 球軸承（MX、MX）（3） 易損件9.3.2 測量安裝備品備件 CG16-1型測桿，ф16mm×1.6mm長（長度、根數(shù)可根據(jù)需要另行訂購）9.3.3 檢測、清洗設(shè)備（1） JBM12-2型旋槳流速儀靈敏度檢查儀（力矩儀）（2） 球軸承半自動清洗機
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