LS68型旋杯式流速仪应用探析

张云

（辽宁省农村水利建设管理局，辽宁沈阳110003）

LS68型旋杯式流速仪是一种江河水文测验仪器，用以测定一般河流、渠道、水库、湖泊等过水断面中预定测点的平均流速，从而确定该断面的流量。LS68型旋杯式流速仪的测量范围为0.2～3.5 m/s。

1 工作原理

当水流作用到仪器的感应元件——旋杯时，由于左右两边的杯子具有凹凸形状的差异，因此压力将不等，其压力差即形成了一转动力矩，并促使旋杯旋转。水流的速度越快，旋杯的转速也越快，它们之间存在着一定的函数关系，此关系是通过检定水槽的实验而确定的。每架仪器检定的结果，均附有检定公式，其形式如下：

式中：v——流速，m/s；n——旋杯转率（即旋杯的平均转速），等于旋杯总转数“N”与相应的测速历时“T”之比，即n=N/T，1/s；K——仪器的水利螺距；C——仪器常数。

常数K和C是表征仪器性能的系数，与旋杯的大小、形状，旋轴的轴向间隙，顶针与顶窝的圆弧、光洁度，接触丝的松紧度等因素有关。因此，对该部分的配合关系必须严格地遵照技术要求进行检查和调整。

水流速度的测定，实际上是测量在预定时间内旋杯被水流冲击时所产生的转数。旋杯的转数系借助于仪器的接触机构转换为电脉冲讯号，经由电线，传递到水面部分的电讯设备。旋杯每转5转，接触机构接通电路1次，电讯设备即发送1次讯号（铃响或灯亮）。测量者统计此讯号数（乘以5即为旋杯的总转数“ N”）和相应的测速历时“T”，据此，即可按式（1）计算水流速度。

2 常见故障排除

1）旋杯转动不灵活，旋杯在即将停止转动时有跳动或转动过程中突然停止。

原因1：接触丝与爪子接触过紧。这时需要重新调整接触丝高度：打开侧盖，观察齿轮转动时其四个接触爪与接触丝接触的情况。在正常的情况下，接触丝应该处于接触爪的正上方，当接触爪转至顶点上时，就该能把接触线抬高0.2 mm的高度，如果超过这个高度说明接触丝压得过紧，这时应用镊子调整接触丝。调整完接触丝用嘴轻轻地吹动杯子，如果旋杯转动灵活，没有阻滞现象，说明旋杯转动的灵敏度合格。

原因2：旋轴间隙未调好。这时需要重新调整旋轴的间隙，间隙大小应尽量控制在0.03～0.05 mm范围内。打开顶盖，用螺丝刀将钢珠微微地旋进（或选出），每次约10°，即试验一下旋轴间隙，直至感觉出只有轻微松动为止，此间隙为旋轴的标准间隙（0.03～0.05 mm）。调整完间隙后将仪器持平，用嘴吹气验看旋杯转动的情况，如果转动灵活，停止徐缓，无跳动或突然停止的现象，说明旋转部分工作正常。调整时应注意每次旋进应小心谨慎，不应过猛，以免使间隙为负值，容易使顶针断裂。如果钢珠旋转到底无法调整时，可以调整顶针。

原因3：顶针尖严重磨损或断裂、生锈。这时需要更换新顶针。

原因4：顶窝发黑、生锈或磨损。顶窝发黑用脱脂棉沾汽油擦洗至发亮为止。顶窝生锈和磨损需要更换新顶窝。

原因5：钢珠生锈。连钢珠座一起在煤油中浸泡0.5 h左右后，在木板上来回滚动除锈并加油。

原因6：旋轴蜗杆或齿轮上有油污、泥沙或其他异物。这时需要用汽油清洗干净。

2）信号不稳定忽长忽短、忽有忽无。

原因1：使用时间过久，接触丝产生残余变形，致使接触不良。这时需要用镊子对接触丝进行调整和整形。

原因2：使用时间过久，4个接触爪磨损严重，致使高度不一致。用什锦锉或油石修磨4个接触爪的高度，使其表面光滑，高度一致。

3）信号过长或过短，单个信号长度大于6个杯子或小于4个杯子。

原因：接触丝高度位置不合适，与爪子接触过紧或过松。这时需要重新调整接触丝。用镊子调整接触丝处于接触爪的正上方，当爪子转至顶点上时，就该能把接触线抬高0.2 mm的高度，在这种情况下，观察讯号延续的时间约为旋杯转动4～6个杯子所经历的时间。这样可保证接触良好，讯号清晰稳定。

4）无信号输出，转动旋杯，计数设备无音响。

原因1：流速仪与计数器之间连线未接好。检查接线处压线螺丝是否压紧。

原因2：接触丝与齿轮上的凸爪未接触上。重新调整接触丝，使其与凸爪呈断续接触状态。

原因3：接触丝损坏或氧化。用小刀或细砂纸去除接触丝的氧化层或铜绿，换新接触丝。

3 注意事项

小心地使用和仔细地养护，可保证流速仪正常地工作，并且获得可靠的水文资料。为此，应按下列规定进行操作：

1）仪器及全部附件应安放在仪器箱中，并且收藏在干燥、通风房间中。

2）仪器各部分均不能任意碰撞，旋杯、旋轴，轭架等尤须注意。

3）顶针、顶窝、钢珠等容易生锈零件，必须经常加仪器油保护。

4）顶头油室，在使用前必须注满仪器油。在连续使用一定时间后，必须检查其中贮油情况。

5）旋轴的间隙应经常试验，以保证控制在0.03～0.05 mm范围内。

6）仪器装箱时，必须将顶针取下，换上加过油的旋盘固定器。

7）关闭箱时，务必小心，不宜过猛。

8）当仪器长期储藏不用或长途运输时，顶头的油室须加仪器油并复以棉花，以免油挥发，顶针生锈。