測量河流、湖泊和渠道等水體的水流速度的儀器。械、電測和聲三種類型。機械型以轉子式為主,有旋槳式和旋杯式流速儀。電測型有電磁式流速儀。聲型有時差法和多普勒法流速儀。
流速儀一般適用于定點測時段平均流速。由磁式流速儀或一轉多訊號的轉子式流速儀能測瞬時流速,也可用作動船法測速。 儀器的測速范圍一般為 0.03~5.00米/秒,適用水深一般為0.2~20米。1790年德國R.沃爾特曼制成轉子式流速儀,用于流速測量。中國20世紀50~60年代制造使用的旋杯式和旋槳式流速儀,具有水沙性能良好的特點。流速儀的發展方向是非轉子的電測技術、光學技術、聲波技術和遙測技術。(見彩圖)
旋槳式流速儀 主要由旋槳、身架和尾翼三部分組成。旋槳內裝有訊號觸點和軸承轉軸等,中國"25-1型”旋槳流速儀的轉軸系統中有曲折的迷宮結構,內部充滿輕機油,有較好的水沙性能,能在高流速和多沙河流中使用。旋槳式流速儀、旋杯式流速儀和旋葉式流速儀均屬轉子式流速儀,工作原理基本相同,是利用水流動力推動轉子旋轉,根據轉動速度推求流速。公式為:
式中υ為流速;N為時段內的總轉數;t為時段歷時;c為常數,反映轉子旋轉時的摩阻力;K 值取決于槳葉螺距或杯型。K、c值均在水槽中檢定得出。在低速情況下由于c 值的影響較大,流速公式呈曲線函數關系,使用上式。
轉數用計數器顯示,簡單的計數器是小電燈、電鈴和晶體管音響器。旋槳每轉動20圈,開關接通,電燈閃光或音響,由人工記數,停表計時,較完善的有電動計數表、電子計數器、計時計數器和直讀流速顯示器等,這些計數器可用于旋槳每轉動 1圈有許多訊號的流速儀,能測速。
電磁式流速儀 原理是把水流作為導體,在的磁場中切割磁力線,即產生電動勢,其電壓與流速成正比。儀器沒有轉子,外形光滑,體積小,功耗低,體腔中有勵磁線圈,在表面與磁力線垂直的方向上鑲有一對電與水體相通。當水流在其表面流動時,電上產生微量電壓信號,用導線傳送到計數器上,經放大和模數轉換等電路處理,即可直接顯示流速。
聲波測速儀 原理見圖。把換能器布設在河岸兩邊某水深處,呈斜線方向,A 點發出一個聲脈沖到達B點所經歷的時段為t1,反之由B點發 A點收的歷時為t2,由于流速的存在,逆水方向聲速減低,順水則增高,時間差Δt=t1-t2,流速 υ與Δt有線性函數關系。用微秒級的測時電路,經過處理計算,即可直接顯示AB線段上的平均流速。
華東水文儀器檢測中心擁有國內等級的流速儀檢定水槽,是水文儀器定點維修檢定單位之一,主要面向水利、水文、、海洋、氣象、勘探、測繪、工礦企業及各高等院校和科研單位等行業。2005年被水文局冠名為“華東水文儀器檢測中心,
1998年中心在國內采用了的交流變頻器技術,對流速儀檢定設施進行了大規模升級技術改造,將瀕臨淘汰的、國內落后的三級水槽一舉改造升級為的水槽。升級后的流速儀檢定系統,了數據處理和工作效率。該項目榮獲北海分局科技進步一等獎,科技進步三等獎,同時榮獲山東省水利科技進步二等獎。2004年中心再次對流速儀檢定設施自動控制系統進行了技術改造并獲得成功,該成果榮獲“山東省計算機應用成果”三等獎。中心充分利用山東流速儀檢定水槽技術上的優勢,在國內開展了電波類、電磁類、聲學多普勒類等多種新型流速流量儀器檢定檢測方法的試驗研究,并取得了成果,填補了。2001年中心與聯合建立了個流速儀、海流計的計量檢定標準。2005年中心順利通過監督管理委員會的計量,是批通過的水文儀器檢測機構,也是華東地區的對量水儀器設施進行計量檢定的質檢機構。 2008年10月份順利通過了水文局組織的技術鑒定和質量監督的審查工作,12月份順利通過了監督管理委員會組織的監督評審和換證評審工作。
華東水文儀器檢測中心負責多個省、市、自治區儀器的檢測/校準工作。主要承擔各種轉子式流速儀、電波流速儀、多普勒流速儀(ADCP)、流速流向儀、海流計、電磁流速儀、聲波測深儀等儀器的檢測、發證,為水量測量提供第三方公正數據和水文儀器鑒定。通過近幾年不斷市場的開發,由以前單一的轉子式流速儀鑒定拓展到海流儀、聲學儀器、電磁儀器等七大類儀器鑒定,連續三年儀器檢定量居同行,社會效益和經濟效益其顯著,2007年被山東省省直機關工作委員會并獲得“青年文明號”等榮譽稱號。









