便携式水流测速仪

张琮范

（平顶山高级技工学校 河南 平顶山 467000）

水流量的测量原理是采用水流速测量仪测出水流速度，再根据水流速度转换出水的流量。但是，目前，测量水速的测量仪由于体积、不便于携带而只能用于大江大河的水流速的测量。在测量小河、小水渠以及污水排放沟、渠的流速测量时，大型测速仪便无能为力。

本文介绍的水流量测速仪是一种新型的目的是提供一种既能测量小水流、小水渠以及污水排放沟、渠的流速度，又便于携带、方便的便携式水流速测速仪。该水流测速仪以获得国家发明专利。

1 便携式水流测速仪的结构

图1

便携式水流测速仪的结构由水流速度转换装置、万向手柄装置和红外线测速仪三部分组成。

1.1 水流速转换装置的组成和作用

1.1.1 定向调节板（图 1 标记中 1）

定向调节板可采用空心板或内部充填有密度小于1g/cm2的轻浮材料的空心板。其作用能使测速仪和其它机构漂浮在水面上。定向调节板的两端为“楔”形。其作用是：自动调节水流的方向。

1.1.2 叶轮（图 1标记中 2和 10）和叶片（图 1标记中 9和 15）

叶轮和叶片的轴固定安装在支承箱上，使之对称分布在定向调节板的两侧。其作用是：采集水流速度。叶片伸入水中的深度为：30mm-40mm。

1.1.3 支承箱（图 1 标记中 11）

支承箱可用轻质材料制成，其主要作用是支承叶轮和红外线测速仪。

1.2 万向手柄装置的组成和作用

1.2.1 支承板（图 1 标记中 4）

支承板是有强度较大的轻质材料所制成，用四个螺栓固定在定向板上，固定时要注意支承板的中心要与定向调节板的中心重合，并且支承板的板面中线要与叶轮的轴线重合，目的是保持测速仪在水中平衡。支承板的主要作用是：固定和支承万向手柄。

1.2.2 万向手柄（图 1 标记中 5、6、7、14）

万向手柄有万向轮、伸缩杆和手柄组成。其主要作用是：拉动伸缩杆可以调节测量仪到岸边的距离，还可以随着水流的方向可以任意调节调节板的方向。

1.3 红外线脉冲测速仪

红外线脉冲测速仪安装在支承箱上。在叶片的吃水位处贴反光胶纸，红外线脉冲测速仪就可以检测到叶片的最高转速和最低转速并记录下来。

2 便携式水流测速仪的工作原理

利用便携式水流测速仪测出水流速度，然后测量水流的断面面积，最后换算出水流的流量。

2.1 水流速的计算

上式中，D—表示“测量仪”的叶轮吃水直径，单位是m；

n—表示叶轮的转速，单位是r/min；

v—表示叶轮的线速度等于水流的流速，单位是m/s。

2.2 水流量的计算

上式中，S—表示水流得横截面积，单位m2；

v—表示水流的速度，单位是m/s；

t—表示时间，单位是s；

Q—是流量，单位是m3/s。

3 使用方法

3.1 检测水流速度

3.1.1 调节伸缩手柄，使检测仪调整到合适的位置。

3.1.2 按下“测量仪”的测量按钮并将测量仪平放在控制断面上约5分钟，“测量仪”可以自动定位并记忆水的流速；

3.1.3 再按下读取按钮即可读出水流速的最高速度、最低速度和平均速度。；

3.1.4 反复测量几次记录数据。

3.2 测量河道的宽度和深度

3.2.1 用皮尺测量河流垂直河道的宽度；

3.2.2 用直尺测量河道断面的深度；

3.3 根据公式计算水的流量

例如 已知，叶轮直径D=0.1m，叶轮转速n=540r/min，水流的宽度L=4m，水流深度h=0.8m，试计算平顶山市湛河上游某污水排放点的日排放污水量。