ГЛАВА 3. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДОВ ВОДЫ
Приборы и оборудование
Для измерения расхода воды применяются вертушки: ГР-21М ( рис. 9), ИСП-1М ( Рис. 10) , ГМЦМ-1 ( Рис. 11), поверхностные поплавки, рулетка ( Рис. 13), секундомер ( Рис. 12), штанга.
Записи измерения расходов воды гидрометрической вертушкой производится в книжку КГ-3 (Приложение 4). На титульном листе указывается название реки, место проведения работ, порядковый номер измеряемого расхода, дата и месяц. Описывается местоположение створа на реке. Указывается, что и когда производил измерения и вычисления расхода воды.
Основные части вертушки ГР-21М( см. рис. 9) : лопастной винт; ось, на которой вращается лопастной винт, корпус вертушки, счетно-контактный механизм, хвост.
Рис 9. Гидрометрическая вертушка (ГР-21М)
Принцип действия. Гидрометрическая вертушка ГР-21М основана на закономерной связи между скоростью вращения лопастного винта вертушки и скоростью наблюдаемого потока. Под влиянием текущей воды лопасть вертушки начинает вращаться. Вместе с лопастью вращается втулка и передает вращение на червячную шестерню. При этом контактный механизм вертушки замыкает электрическую сигнальную цепь через каждый полный оборот червячной шестерни, что соответствует оборотам лопасти вертушки. В момент замыкания цепи срабатывает сигнальное устройство (звенит звонок или загорается сигнальная лампочка). С помощью секундомера определяют время скачка работы вертушки до каждого сигнала. Посчитав общее число оборотов лопасти вертушки и разделив их на время ее работы, определяют скорость вращения лопастного винта (число оборотов).
|
|
|
Для переходов от скорости вращения (V) лопасти вертушки к скорости течения воды используют тарировочную кривую, на которой графически отражена зависимость между скоростью течения и числом оборотов лопастного винта в секунду
| V = f(h) | (2) |
Принцип работы вертушки ИСП-1М (рис. 10) основан на вращении лопастного винта под действием набегающего водного потока. Каждый лопастной винт имеет определенную функциональную зависимость между измеряемой скоростью потока и собственной скоростью вращения, т.е. градуированную характеристику. Вращение лопастного винта вызывает циклическое изменение выходного электрического сигнала вертушки, частота которого функционально связано со скоростью набегающего водного потока. Преобразователь, связанный с выходной цепью вертушки, сигнальным проводом формирует из выходных сигналов вертушки последовательность электрических импульсов. Измеряет их частоту следования и в соответствии с градуировванной характеристикой лопастного винта, заложенной в памяти преобразователя, вычисляет значения измеренной скорости водного потока. Вертушка состоит из каркаса, подводного механизма, сигналопровода.
|
|
|
Рис. 10. Измеритель скорости потока с регистратором ИСП-1М
Измеритель вертушки ГМЦМ-1 ( Рис. 10) состоит из датчика и блока обработки измерительной информации. Основным метрологическим элементом датчика является лопастной винт (вертушка), изготовленный из высокопрочной водостойкой пластмассы. Конструкция датчика включает также точечный электрод и держатель лопастного винта. Датчик крепится на гидрометрической штанге диаметром 28 мм.
Для формирования электрического сигнала, характеризующего скорость водного потока, используется свойство электропроводности воды. Лопастной винт под воздействием водного потока вращается вблизи электрода и, тем самым, изменяя электрическое сопротивление в пограничном слое электрода, образует электрические импульсы, частота которых пропорциональна измеряемой скорости водного потока. Блок обработки измерительной информации использует импульсы датчика для вычисления величины скорости водного потока.
Зависимость частоты вращения лопастного винта от скорости водного потока с достаточной точностью описывается линейной функцией вида:
|
|
|
| V=A*N + B, | (3) |
где N – частота вращения лопастного винта; A, B-коэффициенты, определяемые при градуировке лопастного винта на эталонной установке скорости течения водного потока. Все элементы датчика выполнены из коррозионно-стойких материалов, что позволяет использовать измеритель в средах с высокой степенью минерализации воды. Материалы, используемые для изготовления лопастного винта, и его геометрия подобраны таким образом, чтобы с целью достижения максимальной точности измерения при изменении температуры воды, происходила взаимная компенсация тепловых расширений элементов лопастного винта. В конструкции подвески лопастного винта не используются смазочные материалы, что также обеспечивает стабильность метрологических характеристик в широком диапазоне температур и значительно повышает надежность при эксплуатации в средах со взвешенными частицами. [1]
Рис. 11. Гидрометрическая микро-вертушка (ГМЦМ-1)
Рис. 12. Секундомер
Рис. 13. Рулетка
Дата добавления: 2018-09-20; просмотров: 358; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!