螺旋桨式流速仪使用指南

一、概述

螺旋桨式流速仪是一种在水文测验中进行流速测量的常规通用型仪器。其核心感应元件为螺旋桨，水流推动桨叶旋转，转速与流速成正比，测得旋桨转速后即可获知流速。该仪器广泛应用于测定江河、湖泊、水库、渠道等过水断面中预定测点的时段平均流速，亦可用于压力管道以及某些科学实验中进行流速测量。

螺旋桨式流速仪具有测速量程宽、精度高、线性好、信号稳定、密封可靠、适用维护方便等特点，是流量测验中常用的基本方法，在一定条件下精度较高，常作为鉴定其他测流方法的标准。

二、工作原理与结构

工作原理

螺旋桨式流速仪的工作原理是：当水流作用到仪器的感应元件即螺旋桨时，桨叶即产生旋转运动，水流越快，桨叶转动越快。流速与转速之间存在函数关系。内置的磁敏开关或霍尔传感器检测螺旋桨转速，将机械旋转转化为电脉冲信号，脉冲频率与流速线性相关。

每台仪器出厂前均在水槽中进行率定，给出检定公式：

V=b·n+a

式中：V为流速；n为桨叶回转率，即桨叶总转数与测速历时之比；b为水力螺距；a为仪器常数。b值和a值与桨叶的螺距和支承系统的摩擦阻力等因素有关。

基本结构

螺旋桨式流速仪主要由旋桨、身架和尾翼三部分组成。旋桨内装有信号触点和轴承转轴等部件。身架用于流速仪工作时的安装和固定。尾翼部件用于流速仪工作时的定向。

部分型号的转轴系统采用迷宫结构，内部充满轻机油，具有较好的防水防沙性能，能在高流速和多沙河流中使用。双叶螺旋桨安装于支承系统上，灵敏地感应水流速度的变化。

三、主要技术参数

螺旋桨式流速仪的主要技术参数因型号而异，一般包括以下方面：

测速范围：一般为0.05m/s～8m/s

起转速度：通常不超过0.05m/s

工作水深：浅水测流一般不大于1.2m；悬吊法可达24m以上

工作水温：0℃～40℃

工作水质：淡水或含有泥沙的浑水

信号输出：磁激式开关接点通断信号

四、安装方法

安装方式选择

螺旋桨式流速仪的安装方式灵活多样，根据水深和测量条件可选择不同的安装方式。

浅水测流时采用测杆安装。测杆总长一般为1.6m，每节0.4m。测杆上每隔2cm有一道刻线，每10cm有数字标识，作为测深和流速仪安装位置的标志。测杆上方有方向标以使流速仪对准流向，方向标在测杆上的位置应高于水面，以方便观察。

测点相对较深时采用悬吊法测流，流速仪安装于悬杆、悬索或铅鱼上。悬杆上端悬挂在绞车的钢丝绳上，下部接装适重的铅鱼。

安装步骤

打开仪器箱盖，小心取出各部件。检查各部件是否完好，旋桨是否转动灵活。

拧松身架侧面的固轴螺丝，取出旋转部件。身架内腔注入仪表油，油量约为孔高的三分之一。将旋转部件插进身架孔中，控制前轴套与身架之间保持适当间隙。确认间隙正确后固紧固轴螺丝，紧固时勿使猛劲，以免把旋桨轴顶斜。

将仪器套在测杆预定的水深位置上，用固定螺丝固紧，然后装上尾翼。在确认方向标与流速仪指向一致、并可目测对准流向时，可不安装尾翼部件。

将电线一端接到流速仪身架的接线柱和悬杆上，电线的另一端接到计数器的插孔内。流速仪一般需与合适的计数器一起使用。

转动旋桨，确信仪器旋转灵活且信号正常后，方可下水开始测流。

五、操作方法

测量前准备

使用前应做好以下准备工作：

确认流速仪主体、信号线、计数器连接正常，电池电量充足。检查旋桨是否灵活转动，有无卡顿或损坏。准备测杆、卷尺、记录本等辅助工具。

选择水流平稳、无漩涡和障碍物的顺直河段，断面应垂直于流向。测点距岸应保持一定距离，避开回流和死水区。

灵敏度与信号测试

下水前应进行灵敏度测试：对准旋桨迎水面轻缓而均匀地吹气，旋桨应能轻松起转，无卡顿现象。用手快速拨转旋桨，应无急停现象。使用计数器或音响器进行信号测试，信号应准确、可靠。低速测量时亦可采用人工计数。

测量操作

将流速仪垂直插入水中，保持旋桨轴线与水流方向夹角在允许范围内。旋桨应迎向水流方向。

根据测量需求选择测量模式：

单次模式按一次测一次，适合定点校核。连续模式按设定周期自动循环测量。多点模式沿断面多个测点依次测量。

启动测量后，观察流速读数。待示值稳定后记录数据。为避免流速脉动对测速成果的影响，测速历时一般不应过短。

流速与流量计算

测得流速后，根据明渠流量测量的流速面积法，先测出流速再乘以断面面积即得流量。多点模式下仪器可自动按垂线面积加权计算断面流量。

六、维护与保养

螺旋桨式流速仪内部结构精密，维护和保养工作需做得精细一些。

每次使用后应用清洁的软布将流速仪表面残留的水珠、污物等擦拭干净。用清水冲洗流速仪、测杆，并用毛巾擦干。按原状装回仪器箱。

定期检查旋转部分：手拿身架，用嘴轻吹桨叶，桨叶应转动灵活，无摩擦或卡阻现象。

对于在高含沙河流中工作的流速仪，需进行拆洗保养。拆卸清洗时使用汽油分粗洗和精洗，用软毛刷刷洗零件表面的污物。清洗后检查各部件，按拆洗逆序重新装配。装配时注意轴承间隙，桨叶内腔注入适量仪表油。

长期不用时，每隔一定时间应取出检查并加油。测算仪短期不用时必须断开电源保存。

保养口诀：用完冲、冲完干、干完锁，即每次用毕清水冲洗，软布擦干，存放箱加锁。

七、常见故障与排除

旋桨旋转不灵活

可能原因：装配错误、结构松懈或装配间隙不恰当；轴承磨损、失效；拆卸后补偿垫圈遗失。

处理方法：检查旋转部分，用嘴轻吹桨叶，如不灵活或有卡阻现象应重新清洗。检查装配间隙，重新调整。

测量精度不准

可能原因：旋转部件松动或轴向窜动，桨套与轴间隙过大；锥端紧定螺丝过松；并紧螺钉未上紧。

处理方法：立即停止使用进行检验。紧固相关螺丝，必要时拆卸仪器重新安装调整。

无信号或信号时有时无

可能原因：接触丝烧断或接触不良；传信机构故障。

处理方法：首先检查计数器、音响是否正常。检查流速仪传信机构，用导线将流速仪信号输出和计数器信号输入端连接好。转动桨叶检查信号，如无信号可能是接触丝烧断，应更新接触丝。信号时有时无则应调整接触丝，使其适度压住接触销。接触丝和接触销上如有氧化物，应拆洗除去氧化物。

负流速显示

可能原因：仪器倒置或处于回流区域。

处理方法：调转仪器180°重新测量。

信号乱跳

可能原因：电缆与测杆摩擦破损。

处理方法：用防水胶带现场包扎。

八、注意事项

流速仪各零部件装配应正确，不得有松脱、变形等缺陷。使用时应轻拿轻放，避免碰撞和摔落。

仪器长期处于潮湿环境，工作后应及时清洗和加油，妥善保护。在长期保存时，应特别注意每隔一定时间取出检查并加油。

仪器检定系数K值受沙粒磨损、温差变形影响，首次使用满一定时间或累计工作一定时长后应重新率定。每台仪器出厂均附检定证书与专属公式。

使用流速仪应严格按照相关水文测验规范的有关规定执行。雷雨天气禁止进行测量作业。

通过规范的安装、正确的操作和精心的维护保养，螺旋桨式流速仪可长期稳定运行，为水文测验、水利调查、农田灌溉等提供准确可靠的流速数据。