ＬＳ１２系列是總結我國江河水文測驗中大量使用的ＬＳ２５－１型旋槳流速儀，及其派生的小型旋槳流速儀ＬＳ１０型重新設計的一種新型儀器。本系列儀器的特點(diǎn)是：主機設計成通用化，配備各種規格的旋槳、發(fā)訊機構和身架，可組成不同型款的系列流速儀，以滿(mǎn)足各種條件下的測流任務(wù)?？偟臏y速量程為0.03～12米/秒。旋槳回轉直徑有：Φ40、Φ60、Φ80毫米等三種。儀器訊號頻率f有四種：A型：f=1/5、1/10、1/20訊號數每轉；B型：f=2訊號數/轉；C型：多訊型；D型：發(fā)電型。
　　LS1206B型旋槳式流速儀特征參數：水力螺距K＝０.１２米，旋槳回轉直徑Φ60毫米，訊號頻率ｆ＝２訊號數／轉，測速量程為０.０７～７米／秒，身架直徑Φ２０毫米，儀器長(cháng)度１７５毫米。
　　本儀器是一種小型通用流速儀。造型小，重量輕，攜帶方便，適用于河流、渠道、徑流、實(shí)驗站和水利調查等，測量過(guò)水斷面中預定測點(diǎn)的時(shí)均流速。配用ＣＢＬ－１型泵站流速儀測桿，可測中、小型泵站單機流量。

一、感應部分（旋槳）

儀器的感覺(jué)部分為一旋槳（俗稱(chēng)旋葉），它決定儀器的主要性能。如起轉速V_０、臨界速度V_ｋ，儀器檢定系數K、C，水槽檢定高速上限，V＝F（ｎ）線(xiàn)性關(guān)系，對斜流的靈敏度以及對紊流的動(dòng)力響應等。參數包括：旋槳形狀、直徑、葉片數，葉片圓盤(pán)面積比，水力螺距以及旋槳的轉動(dòng)慣量等。
　　關(guān)于旋槳葉片面積和旋槳轉動(dòng)慣量對V_０、V_ｋ、C等參數的影響，塑料旋槳的使用性能等介紹如下：
　?。逼疝D速V０
　　起轉速即靈敏度，是旋槳開(kāi)始正常運轉的速度。
　　水流作用于旋槳，當合外力距Ｍ大于儀器系統的摩擦阻力矩ｍ，即M＞ｍ時(shí)，旋槳開(kāi)始轉動(dòng)。從流體力學(xué)可知：

M＝R·½δV２SL 式中R為旋槳阻力系數 　　δ為水密度 　　V為流速 　　S為旋槳投影面積 　　L為轉動(dòng)力臂

從上式可見(jiàn)，增大旋槳回轉直徑（即S、L兩變量），是增加轉動(dòng)力矩M，降低起轉速V０的一個(gè)有效途徑。然而，增大直徑受到設計指標限制，因此，這里只能增大旋槳圓盤(pán)面積。因為，R的改善就目前旋槳結構而言，是微小的。
　?。蹋樱保玻埃叮滦腿~片旋槳系采用聚碳酸脂PC工程塑料注塑成型（備注蘋(píng)果Iphone5C也使用的是此種材料），其葉片投影面積和重量如下表所示，較ＬＳ１０型有所改善。

ＬＳ１２０６Ｂ型投影面積為18.6平方厘米，較ＬＳ１０型增大了16%，由于旋槳受水面積大，水流的轉動(dòng)力矩隨之增大。

塑料旋槳在水中的重量?jì)H為鋁質(zhì)旋槳的1/3.因此，從上式可見(jiàn)在同樣結構下，塑料槳葉的摩擦力矩將有所降低。
　　根據以上理論分析，改進(jìn)的三葉片塑料旋槳有助于提高儀器低速的性能。
　?。蹋樱保靶蛢x器內部摩擦阻力包括：支承系統的球軸承，減速機構的蝸母—蝸輪付，發(fā)訊機構的接觸天關(guān)，以及潤滑油等。ＬＳ１２０６Ｂ型儀器去掉了減速機構；并且發(fā)訊機構采用磁接觸式，代替電刷式機械接觸開(kāi)關(guān)，摩擦阻力有一定減小。此外，軸承旋轉套圈由外圈改為內圈（即旋槳軸旋轉），減少了轉動(dòng)慣性半徑。這些因素顯然對低速的起轉和穩定的工作是在利的。
　　整機上軸承的啟動(dòng)摩擦力距，一般是通過(guò)模擬的方法求得，現尚缺可靠的計算方法。*好方法是利用流速儀檢定水槽，直接測定儀器的起轉速。下表是ＬＳ１２０６Ｂ型和ＬＳ１０型儀器安裝不同旋槳（葉片數目、材料），檢定的起轉速情況。

從上表可見(jiàn)，雙葉鋁槳改為三葉塑槳后，ＬＳ１２０６Ｂ型和ＬＳ１０型兩種儀器的起轉速均有所改善，分別降低０.０１９和０.０１６米／秒，由于B型儀器內部結構的改進(jìn)，改善的數值稍微大一些。ＬＳ１２０６Ｂ型與ＬＳ１０型相比較起轉速改善的程度也較大（０.０３９米／秒）。當旋槳葉片結構一樣（三葉片），轉動(dòng)慣量的減少（即旋槳的重量），對起轉速度的影響不很大（０.００６米／秒）。由于檢定車(chē)速是有級變速；且檢定設備本身在低速段精度略差；儀器的內部摩擦力矩離散性較大，因此上述試驗僅供比較時(shí)參考。
　?。?/span>.臨界速度V_ｋ
　　臨界速度V_ｋ是低速V～n曲線(xiàn)過(guò)渡到V=Kn+c直線(xiàn)方程的切點(diǎn)（實(shí)際上是一區間），Vｋ值取決于旋轉系統的機械摩阻，系統阻力大，曲線(xiàn)彎曲，V_ｋ上升；阻力小，曲線(xiàn)平直，V_ｋ下降，甚至V_ｋ趨近于V0，則全程使用一直線(xiàn)公式，使用是方便的。
　　B型樣機10架，共檢定32架次，Vｋ平均為0.084米/秒。Vｋ點(diǎn)平均相對誤差為0.60%。*小Vｋ為0.045米/秒（即Vｋ=V0），誤差為0.00%；*大Vｋ為0.12米/秒，相對誤差為0.85%。
　?。蹋樱保玻埃叮滦蛢x器臨界速度較ＬＳ１０型有所下降。
　　 3.儀器常數C
　　C值取決于旋槳結構和儀器內部摩阻力。ＬＳ１２０６Ｂ型儀器的這兩部分都有所改進(jìn)。通過(guò)10架樣機，共32次試驗說(shuō)明，C值較LS10型有降低，平均為0.024米/秒（LS10型為0.041米/秒），變幅也?。?/span>0.018-0.027米/秒，LS10型為0.033-0.056米/秒）
　　4.塑料旋槳使用性能問(wèn)題
　　LS1206B型旋槳式流速儀的旋槳材料為PC聚碳酸脂，它是一種綜合性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料。具有突出的沖擊韌性，良好的機械性能，熱穩定，耐（大氣）老化和化學(xué)腐蝕等。塑料旋槳材料的理化性能和儀器的工作性能，我所曾用ＬＳ２５－１型塑料旋槳作過(guò)如下試驗，證明性能良好：
　?。ǎ保?/span>-３９℃～１００℃的高、低溫變形水槽檢定試驗；
　?。ǎ玻┤斯ぜ铀倮匣停埂保澳觊L(cháng)期的自然老化試驗；
　?。ǎ常┰谖闪鳡顟B(tài)條件下的天然河道中，與鋁旋槳進(jìn)行比測試驗。水溫：６.８～５３℃，流速：０.１０～４.１米／秒
　?。ǎ矗┰诟咚偎垡裕保裁祝氤摵尚阅茉囼?。
　　鋁旋槳當受較大的沖擊外力時(shí)，葉片產(chǎn)生長(cháng)久變形，檢定系數變化，影響測驗精度；塑料旋槳受力后，只產(chǎn)生彈性變形，檢定系數不變。因此在野外使用鋁旋槳測流時(shí)，需要小心謹慎，以防意外受撞擊而變形。為確保水文測驗精度，需定期重新檢定。ＬＳ１２０６Ｂ型儀器１９８０年在北碚水文站試驗時(shí)，因纜道循環(huán)索滑軌，儀器隨６００公斤重鉛魚(yú)墜入４８米深淵，旋槳碰撞石頭，邊緣傷痕累累，而葉片卻完整無(wú)缺，經(jīng)重新檢定，性能未變。

二、支承系統

LS1206B型旋槳式流速儀儀器支承系統是一對向心球軸承（D２５ｍｘ３６），結構型式為背靠背安裝。用內、外隔套長(cháng)度調整軸向游隙。支承系統的特點(diǎn)是設計較為合理，制造精度提高：（１）兩支承點(diǎn)跨度增大（B型為３０毫米，ＬＳ２５－１型為２５毫米），旋轉重心在兩支承點(diǎn)之間（ＬＳ２５－１型離后軸承支點(diǎn)外８.５毫米），因此，儀器高速工作時(shí)，轉子比較平穩；（２）制造精度基本符合軸承配合要求。因此，可保證軸承調整正常工作，低速性能穩定。儀器多次拆洗、重新安裝，性能不變。ＬＳ２５－１型由于結構上的原因，以及制造精度略低于軸承的配合要求，儀器拆洗、裝配時(shí)，需要調整有關(guān)零件的方向，影響低速性能的穩定性。 　　此外，球軸承采用不銹鋼，這對測站維修工作提供有利條件。應該指出，ＬＳ２５－１型儀器由于維護不善，軸承生銹者占修理總數９０％。

三、發(fā)訊機構

發(fā)訊機構是儀器訊號傳輸的核心部分，關(guān)系到儀器測驗精度和工作的可靠性。
　?。蹋樱保靶?、ＬＳ２５－１型發(fā)訊機構為電刷式，由接觸絲（電刷）和接觸銷(xiāo)組成。接點(diǎn)材料AgCu銀銅合金。這種結構的缺點(diǎn)是：（1）接點(diǎn)材料硬度低（HB55），滑動(dòng)接觸過(guò)程易磨損；（2）表面易硫化、晦暗，工作電流較大時(shí)，易氧化、**，電阻增大，使用壽命短。（3）接點(diǎn)工作壓力較大，且難以調整，并因人而異，摩擦阻力較大且不穩定；（4）訊號質(zhì)量差，抖動(dòng)大，影響計算器工作。
　?。蹋樱保玻埃叮滦桶l(fā)訊機構為磁接觸式，由磁鋼、干簧管等組成。干簧管觸點(diǎn)鍍銠（性能優(yōu)于白金）密封在充有惰性氣體（氮）的玻璃管中，工作穩定、可靠，訊號質(zhì)量好，工作壽命長(cháng)（5*10⁶次）。
　　發(fā)訊機構工作原理：磁鋼垂直地安裝在旋槳軸后端，與干簧管平行，旋槳帶動(dòng)磁鋼同步旋轉。磁鋼的激勵磁場(chǎng)，隨著(zhù)旋槳旋轉而周期性地變化。當磁鋼N-S極與干簧管平行時(shí)，干簧管導通；旋轉90°后，N-S板與干簧管垂直，磁場(chǎng)不起作用，**觸點(diǎn)斷開(kāi)；再旋轉90°后，磁鋼極性變?yōu)?/span>S-N，又使觸點(diǎn)導通。由于磁極周期性地變化，即使**在殘存感應磁場(chǎng)，相同的極性可使閉合觸點(diǎn)（強行）互相排斥斷開(kāi)，這樣就不會(huì )產(chǎn)生接點(diǎn)粘結現象（俗稱(chēng)熱焊），而這種接口粘結現象卻是ＬＳ６８－２型 和ＬＳ２５－１Ａ型發(fā)訊機構產(chǎn)生的一個(gè)弊病。B型儀器通過(guò)5年來(lái)的使用，證明這種設計原理是可靠的，工作是穩定的。

這種機構的特點(diǎn)是： （1）干簧管密封于管座內，成一獨立部件，安裝于儀器油室外的身架孔中，如需更換，也很方便迅速（不大于1分鐘）； （2）元件嚴格老化，在規定的指標下，磁鋼、干簧管均可通用，更換時(shí)，無(wú)需調整。元件技術(shù)指標：磁鋼剩磁感應強度Br=600～1000高斯，干簧管啟動(dòng)安匝為12～18AT； （3）接觸阻力小，據實(shí)測：當流速V=0.035米/秒時(shí)，幾乎觀(guān)察不到其影響； （4）結構簡(jiǎn)單、牢固； （5）價(jià)格便宜； （6）配合二次儀表時(shí)，線(xiàn)路簡(jiǎn)單，工作可靠。

流速儀發(fā)訊機構的功用相當于一個(gè)電開(kāi)關(guān)，把旋槳的轉數變成電脈沖訊號，傳遞給計數器部分。發(fā)訊機構的主要性能要求：訊號波形質(zhì)量好，動(dòng)作可靠。
　　與磁電系儀表比較，B型儀器發(fā)訊機構的磁路是十分簡(jiǎn)單的，實(shí)際上，磁性體是處于開(kāi)路結構中。這種結構的磁通利用率很低，泄漏磁通大，受外磁場(chǎng)影響亦大。當磁場(chǎng)在氣隙存在時(shí)，便有自身的退磁場(chǎng)，因此，磁鋼雖經(jīng)老化，裝機后還要退磁。如本次試驗，磁鋼按工藝老化，退磁14.5%；與儀器裝配后，一兩年又繼續退磁，**年為15.3%，**年為15.0%（相對于老化的Br值），此后，Br才趨于穩定。這是流速儀發(fā)訊機構磁路的磁特性。試比較：航空儀表的磁鋼，老化后裝機又進(jìn)行一次老化穩定處理，再退磁10～15%，則可保證一兩年內，Br退磁不大于1～1.5%。顯然兩種儀表磁路不同，磁特性亦不同，退磁率相差很大。與以往的流速儀不同，B型儀器在設計上留用很大的余量。5年來(lái)試驗表明：B型儀器發(fā)訊機構波形質(zhì)量好，動(dòng)作可靠。
　　發(fā)訊機構元件的質(zhì)量是工作可靠的基礎。選型試驗表明：寶雞群力無(wú)線(xiàn)電廠(chǎng)生產(chǎn)的５GG-１型BG３·６０９·０１１型干簧管為好，工作壽命可達２.４～３.４×１０７次（室內模擬：工作電壓６伏，電流１００毫安，旋槳轉速１００～１５０次／秒）；磁鋼以南京金寧無(wú)線(xiàn)電器材廠(chǎng)和西安４３９０廠(chǎng)生產(chǎn)的LNG３２為好。

四、旋槳密封裝置
　　旋槳流速儀采用球軸承作為支承元件，因而獲得了優(yōu)異的工作性能。軸承低而穩的摩擦力矩，使儀器能在低速水流中，靈敏地起轉和穩定地工作，軸承的極限轉速高（４００００轉／分），使儀器在高速測流時(shí)，能高速平穩地旋轉，工作壽命長(cháng)。然而，當旋轉軸密封性能差，含有泥沙的河水侵入油室，則上述一切優(yōu)點(diǎn)全變?yōu)榱恪?br> 　　經(jīng)改進(jìn)的ＬＳ２５－１型和ＬＳ１０型，旋轉軸密封性能有較大改善，基本上能滿(mǎn)足我國水情較為惡劣的河流使用。然而，由于儀器結構上存在某些缺陷，如上述對支承系統的分析：兩支承點(diǎn)的跨度短，且旋轉系統重心位于支承之外，高速旋轉時(shí)不夠平穩，特別是當軸承游隙較大時(shí)，形成軸套尾端旋轉跳動(dòng)量大，甚至摩擦旋槳軸（在修理工作，　經(jīng)?？梢钥吹叫龢S被磨損的現象）。這種工作情況相當于偏心泵的擠壓作用，其結果是儀器油被排擠出去，河水乘虛而入。此外，旋槳與反牙螺絲套的接合處，以及固軸螺絲處，水密性較差。造成油室與外界可能形成三條通道，這也是儀器油室進(jìn)水的根源之一。
　　LS1206B型旋槳式流速儀與所有流速儀一樣，旋轉軸是采用非接觸密封裝置。密封件與旋轉軸（套）互不接觸，這是為了保證儀器低速的靈敏度和高速旋轉的穩定性。密封原理系參考化工設備和水力機械有關(guān)密封裝置的大量試驗得到的經(jīng)驗公式：

W＝ψ·ΔPｂ３ｄ／μL 式中W為漏泄量，立方厘米／秒 　　ΔP為縫隙前后的壓差，公斤／平方厘米 　?。鉃閺较蚩p隙，厘米 　?。錇樾D軸（套）直徑，厘米； 　　 L為迷宮長(cháng)度，厘米； 　　μ為液體動(dòng)力粘性系數，公斤·秒／平方厘米； 　　ψ為迷宮結構和流態(tài)的修正系數。

　　由上式可見(jiàn)，漏泄量與壓差ΔP、旋轉軸（套）的直徑ｄ成正比，比密封介質(zhì)的粘度μ、迷宮長(cháng)度L成反比。特別注意的是，與徑向縫隙ｂ三次方成正比；當旋轉軸（套）偏心，漏泄量將增大２.５倍。該公式雖然與流速儀的實(shí)際情況不一致，但仍然具有一定的指導意義。B型儀器的旋轉密封裝置就是基于這一原則設計的。其原理是采用多級迷宮結構，即設置彎彎曲曲的迷宮縫隙和膨脹空腔，對通過(guò)縫隙的介質(zhì)產(chǎn)生節流效應而起密封作用；同時(shí)，采用螺旋密封，利用螺桿泵原理，當軸調整旋轉時(shí)，螺旋對充滿(mǎn)在密封間隙內粘性流體產(chǎn)生泵送壓頭，從而對油室的儀器油封嚴，使河水不容易進(jìn)入油室。本裝置的特點(diǎn)：迷宮路程較長(cháng)（在相同的體積下），縫隙小，拐彎次數多，并且有塑料墊圈和螺紋密封裝置 ，經(jīng)過(guò)多次節流，產(chǎn)生較大的消能和減壓，密封效果好。迷宮結構詳見(jiàn)下表.

     流速儀旋轉軸密封性能，一般是用圓水槽旋臂機試驗。旋臂直徑為5米，旋臂轉速為25轉/分，實(shí)測水流速度為5米/秒。儀器懸掛于旋臂兩端懸掛，入水深度為0.3～0.4米?，F比較ＬＳ１２０６Ｂ型和ＬＳ２５－１型兩種儀器的試驗成果（表4）

五、測桿（LS１２０６B配套使用的是CG16-1型）

型號 長(cháng)度（節數） 配套使用 CG28 3M（2節） 配LS25-1使用 CG20 3M（3節） 配LS25-3A使用 CG16 1.5M（3節） 配LS10使用 CG16-1 1.6米（4節） 配LS1206B使用 CG12 1.5米（3節） 配LS45A使用

六、計數器

• 顯示屏：2×16位液晶顯示
  
• 溫度范圍：－20℃- 50℃
  
• 電源：DC5V（四節5號鎳氫充電電池）,充滿(mǎn)后可連續工作40小時(shí)以上

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