专利名称：转子流速仪的检定方法
技术领域：
本发明涉及一种江河水文测验流速仪的检定方法，具体讲是涉及一种转子流速仪的检定方法，属于水利水文技术领域。
背景技术：
流速仪是江河水文测验仪器，按国家计量法规定，仪器出厂时必须对仪器性能进行检定。我国现有的流速仪检定方法、规程是按照国家标准GB/T150《直线明槽中的转子式流速仪检定/校准方法》。1.检定原理流速仪检定原理是应用物体相对运动理论，即假设水体静止，仪器与其作相对直线运动，从而获得流速V，检测流速仪转子转速Π，建立V η关系式V = Kn+C(1)式中V是流速，η是转子转速，K为转子的水力螺距，C为检定系数。2.检定设备据上述原理设计检定设备，包括a、直线明槽；b、轨道；C、检定车；d、测杆及信号电缆传输；e、数据采集系统；f、数据处理系统等六部分。运作流速仪安装在测杆下端，没入水中测点处，固定在检定车上确定的方位上；工作者调控检定车操作盘，以规定的速度级，在直线明槽两侧的轨道上运行。3.数据处理由数据采集系统采集检定车行驶直线距离L、仪器输出信号N，以及相应的时间t ； 数据处理系统进行数据处理，得V = L/t、n = N/t，共16组数据，用最小二乘法进行数据处理，求解式(1)。可以得到K值和C值，确定仪器的V η关系式。为得到式(1)的检定成果符合标准规定的精度，GB/T150规定(1)测速范围0. 13 5m/s，共16个测点；(2)仪器安装轴线偏角< 2. 5°(3)静水时间a、直线明槽中水体应处于相对静止状态，与下一次检定速度相比， 其扰动状态可忽略时，再行车检定；b、连续加速行车、逐级采样可不设静水时间；(4)检定公式均方差m彡士 1.8%。4.目前流速仪检定存在的问题(1)检定理论按上述流速仪检定理论假设，水体应为静水；据仪器静态检定原则标准输入量为恒稳量，检定工况相同；牛顿第二定律作用力与反作用力大小相等，方向相反。根据这些理论要求，对流速仪检定过程分析如下流速仪及其安装测杆和传输电缆在水中运动过程中，频频地激起波浪，经四周槽壁多次反射，作用到仪器转子，随着速度增大，次数的增多，波浪迭加，其量值和方向都极其复杂，也无从测量。特别是小型检定槽在大批量生产检定时，为急于完成任务，加班加点的检定情况，与上述理论相悖。因此，检定成果难以保证。只有在大型检定槽科研实验研究检定时，有充分的静水时间，检定中水体相对静止情况下，基本符合检定理论要求时，才能获得较高的检定成果。GB/T150规定的静水时间不太明确。当今是高速度、快节奏市场的社会，时间就是金钱，为追求高效益，又要满足好的检定精度，存在着现实的矛盾。(2)仪器安装定向检定时仪器轴线应与检定槽中心线平行，目前仪器安装时没有确定的基准线作为参照，都是凭工作者经验目测仪器轴向与直线明槽中心线大致平行，缺少明确的基准线，不好测量，各人经验均有一定的差异，故准确性较差，特别是返车检定时，急急忙忙地运作，更不易对准，因此，存在一定的定向误差。(3)生产效率每架仪器检定需检定16个测速点，水体波动大，高速检定后，需等待水体平静后再检定低速，生产效率低。(4)劳动强度为按时完成生产定额，工作者不停地驾车检定，没有休息时间，精神疲惫，体力欠佳，特别是加班至深夜，高速行车，因直线明槽长度有限，刹车段短，高速检定行车，时有撞车危险，精神紧张。(5)检定车组通常检定车组重量0. 3 11吨，电力功率4 364千瓦；高、低速为5 0. Olm/ s，速度差大，调速系统复杂，稳定性较差，能耗大。(6)维护费用检定车高速行车机械磨损大，需经常维护、检修，以防撞车事故。(7)运营成本由于检定程序复杂，测点多，检定速度高，设备维护频繁，任务重，静水时间长，工作人员多，效率低，能耗大，管理运营费用大，成本高。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新的转子流速仪的检定方法。新的检定方法将大幅度简化现有技术中检定方法的程序与步骤，提高检定效率，改善工作条件。具体说，本发明所要解决的技术问题有1.确保检定成果精度；2.遏制检定中水体波动，以减少速度增量，避免可能产生较大的误差和系统误差；3.优化检定速度级；4.简化检定程序以减少工作量，达到减人增效和节能目的；5.简化检定公式计算程序；6.减轻工作者劳动强度及精神负担。为达到上述目的，本发明是通过以下的技术方案来实现的求解式(1)采用分项检定方法，其中检定系数C采用标准值；K值求解，是在本所已有发明专利技术基础上，进一步创新。
一种转子流速仪的检定方法，其特征在于包括以下步骤(1)用旋桨流速仪起转速检测设备检测仪器内摩阻力矩M ；(2)上述仪器内摩阻力矩M检测达标后，确定仪器起转速，检定系数C采用标准C 值；(3)将转子流速仪安装在测杆下端，轻轻地没入水中测点位置，并固定在检定车上确定的方位上；(4)设置优化检定速度为0. 8m/s ；(5)启动检定车，转子流速仪从起转速进入稳定运转的优化检定速度，转子稳定运转；(6)转子流速仪转子旋转至发信号位置处，信号输出部件输出一个脉冲信号，打开测距轮信号门，计数器工作；当转子流速仪转子旋转一周，再次到达发信位置处时，信号输出部件再次输出一个脉冲信号，关闭测距轮信号门，计数器读数即为检定的转子流速仪的水力螺距K值，无须计算；(7)根据转子流速仪特性，可检测10个信号，进行算术平均；(8)返车运行至起点；(9)更换仪器，静水后，进行第2架转子流速仪的检定。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于测距轮的工作周长为lOOOdmm，光电编码器分度为1000，每分度为ldmm。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于检定系数C和水力螺距K分开检定。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于在所述的步骤9中，静水的时间为2分钟。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于在转子流速仪的安装系统中设有轴线自动定向系统。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于所述的测杆为流线型，转子流速仪带有流线型尾锥，信号传输电缆布设于测杆内部。前述的转子流速仪的检定方法，其特征在于返车速度为0. 15m/s。本发明的有益效果是本发明转子流速仪转子的检定方法和本所的另一发明专利ZL200810023206. 0“旋桨流速仪标准修订值低速直线公式的设计方法”、实用新型专利 ZL02263174. 7 “旋桨流速仪起转速检测设备”配套使用，可较精确地确定旋桨流速仪起转速 V。、低速直线公式和本发明的中、高速直线公式V = Kn+C。在大批量生产，以及检定、修理仪器中非常的方便、精确。本发明的检定方法误差小，精度高，大幅度简化了检定程序，提高了检定效率，改善了工作条件。
具体实施例方式1.检定系数C检定系数C决定于转子流速仪传感部分转子结构特性和仪器内摩阻力矩。对于大批量生产的定型仪器传感器部分，转子部件在制造上可达到很高的几何精度和运动精度， 因而可认为是一稳定的常数；仪器内摩阻力矩小而稳定，也可视为一常数，根据本所以前申请的实用新型专利ZL02^53174.7，
公开日为2003年8月6日，名称为“旋桨流速仪起转速检测设备”的检测设备，可测量仪器内摩阻，确保仪器应有的力矩值。因此，可采用50多年来的标准C值，即C = 0. 007m/s。2.旋桨转子的水力螺距K设仪器无内摩阻，据流体力学理论可推导出旋桨流速仪旋桨运动方程
权利要求
1.一种转子流速仪的检定方法，其特征在于包括以下步骤(1)用旋桨流速仪起转速检测设备检测仪器内摩阻力矩#;(2)上述仪器内摩阻力矩I检测达标后，确定仪器起转速，检定系数C采用标准C值；(3)将转子流速仪安装在测杆下端，轻轻地没入水中测点位置，固定在检定车上确定的方位上；(4)设置优化检定速度为0.8m / s ；(5)启动检定车，转子流速仪从起转速进入稳定运转的优化检定速度，转子稳定运转；(6)转子流速仪转子旋转至发信号位置处，信号输出部件输出一个脉冲信号，打开测距轮信号门，计数器工作；当转子流速仪转子旋转一周，又到达发信位置处时，信号输出部件再次输出一个脉冲信号，关闭测距轮信号门，计数器读数即为检定的转子流速仪的水力螺距f值，无须计算；(7)根据转子流速仪特性，检测10个信号，进行算术平均；(8)返车运行至起点；(9)更换新仪器，静水后，进行第2架仪器检定。
2.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于测距轮的工作周长为 lOOOdmm，光电编码器分度为1000，每分度为ldmm。
3.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于检定系数C和水力螺距 f分开检定。
4.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于在所述的步骤9中，静水的时间为2分钟。
5.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于在转子流速仪的安装系统中设有轴线自动定向系统。
6.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于所述的测杆为流线型， 转子流速仪带有流线型尾锥，信号传输电缆布设于测杆内部。
7.根据权利要求1所述的转子流速仪的检定方法，其特征在于返车速度为0.15m /
全文摘要
本发明涉及一种转子流速仪的检定方法，包括①检测内摩阻力矩；②内摩阻力矩达标后，确定起转速，检定公式常数C采用标准值；③安装转子流速仪；④设置优化检定速度为0.8m／s；⑤启动检定车，进入稳定运转的优化检定速度；⑥转子旋转至发信号位置处，输出一个脉冲信号，打开测距轮信号门，计数器工作；当转子旋转一周，又到达发信位置处时，再次输出一个脉冲信号，关闭测距轮信号门，计数器读数即为检定公式主参数水力螺距K值；⑦返车至起点处；⑧更换仪器；⑨静水，第二架仪器检定。本发明检定方法其成果误差小，精度高，且大幅度地简化了检定程序，提高了检定效率，检定一架仪器约3min，改善了工作条件，节约能源。
文档编号G01P21/02GK102207513SQ201110061789
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月15日 优先权日2011年3月15日
发明者杨汉塘, 王为朴, 王沙宁, 秦斌, 董明 申请人:水利部南京水利水文自动化研究所