LUGB系列渦街流量計(jì)

*部分：概述

一.             產(chǎn)品的種類和適用范圍

1．  LUGB系列滿管型壓電式渦街流量?jī)x表

2．  LUGB系列插入型壓電式渦街流量?jī)x表

3．  LUGE系列滿管型電容式渦街流量?jī)x表

4．  LUGE系列插入型電容式渦街流量?jī)x表

5．  LUGB/E系列電池供電型渦街流量?jī)x表

6．  潛水型/分體型渦街流量?jī)x表（協(xié)議訂貨）

7．  WL-2003型多功能曲線紀(jì)錄積算儀，帶P/T補(bǔ)償功能、中文液晶顯示

8．  WL-2000型智能流量積算儀，數(shù)碼管顯示

  LUGB/E型渦街流量?jī)x表廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業(yè)對(duì)過(guò)熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮?dú)鈿錃?、天然氣、煤氣? 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計(jì)量和控制.

二.             工作原理

在流體中設(shè)置非流線型旋渦發(fā)生體（阻流體），則從旋渦發(fā)生體兩側(cè)交替地產(chǎn)生兩列有規(guī)則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。

旋渦列在旋渦發(fā)生體下游非對(duì)稱地排列。設(shè)旋渦的發(fā)生頻率為f，被測(cè)介質(zhì)來(lái)流的平均速度為V，旋渦發(fā)生體迎流面寬度為d，表體通徑為D，根據(jù)卡曼渦街原理，有如下關(guān)系式:

                         f=StV/d                 公式(1)

式中：

f－發(fā)生體一側(cè)產(chǎn)生的卡門旋渦頻率                           

　　St－斯特羅哈爾數(shù)（無(wú)量綱數(shù)）

　　V－流體的平均流速

　　d－旋渦發(fā)生體的寬度

由此可見(jiàn)，通過(guò)測(cè)量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時(shí)流量。其中,斯特羅哈爾數(shù)（St）是無(wú)因次未知數(shù)，

圖（二）表示斯特羅哈爾數(shù)（St）與雷諾數(shù)（Re）的關(guān)系。

在曲線表中St＝0.17的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為渦街流量傳感器測(cè)量范圍度。只要檢測(cè)出頻率f就可以求得管內(nèi)流體的流速，由流速V求出體積流量。所測(cè)得的脈沖數(shù)與體積量之比，稱為儀表常數(shù)（K），見(jiàn)式（2）

　                       K＝N/Q（1/m3）              公式（2）

式中：K＝儀表常數(shù)（1/m3）。

N＝脈沖個(gè)數(shù)

Q＝體積流量（m3）

一.主要技術(shù)指標(biāo)                                                     表(一)

第二部分: 儀表口徑的確定和安裝設(shè)計(jì)

儀表選型是儀表應(yīng)用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運(yùn)行.因此用戶和設(shè)計(jì)單位在選用威流產(chǎn)品時(shí),請(qǐng)仔細(xì)閱讀本節(jié)資料,認(rèn)真核對(duì)流體的工藝參數(shù)并隨時(shí)可與我公司的銷售或部門，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據(jù)流量范圍來(lái)確定。不同口徑渦街流量?jī)x表的測(cè)量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質(zhì)時(shí)，它的測(cè)量范圍也是不一樣的。實(shí)際可測(cè)的流量范圍需要通過(guò)計(jì)算確定。

(一)參比條件下空氣及水的流量范圍，見(jiàn)表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ=1.205 kg/m³，υ=15×10^-6 m²/s。

2．液體：常溫水，t=20℃，ρ=998.2kg/m³，υ=1.006×10^-6m²/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1． 明確以下工作參數(shù)。

（1）被測(cè)介質(zhì)的名稱、組份

（2）工作狀態(tài)的小、常用、大流量

（3）介質(zhì)的低、常用、高壓力和溫度

（4）工作狀態(tài)下介質(zhì)的粘度

2． 渦街流量?jī)x表測(cè)量的是介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量，因此應(yīng)先根據(jù)工藝參數(shù)求出介質(zhì)的工作狀態(tài)體積流量,相關(guān)公式如下：

（1）已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量，可通過(guò)以下公

       式求出工況體積流量

 (2)已知?dú)怏w標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度ρ，可通過(guò)以下公

    式求出工況密度

                                 公式（4）

（3）已知質(zhì)量流量Q_m換算為體積流量Q_v

Q_v=Q_m*10³/ρ

                  公式（5）

式中：

Q_v： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的體積流量(m³/h)

Q_o： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量(Nm³/h)

Q_m：質(zhì)量流量 (t/h)

ρ： 介質(zhì)在工況狀態(tài)下的密度(kg/m³)

ρ_o： 介質(zhì)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度(kg/m³)，常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度，見(jiàn)表（三）

P： 工況狀態(tài)表壓(MPa)

t： 工況狀態(tài)溫度(℃)

3．儀表下限流量的確定。渦街流量?jī)x表的上限適用流量一般可不計(jì)算，渦街流量?jī)x表口徑的選擇主要是對(duì)流量下限的計(jì)算。下限流量的計(jì)算應(yīng)該滿足兩個(gè)條件：小雷諾數(shù)不應(yīng)低于界限雷諾數(shù)（Re=2×10⁴）；對(duì)于應(yīng)力式渦街流量?jī)x表在下限流量時(shí)產(chǎn)生的旋渦強(qiáng)度應(yīng)大于傳感器旋渦強(qiáng)度的允許值（旋渦強(qiáng)度與升力ρv²  成比例關(guān)系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測(cè)下限流量：

由運(yùn)動(dòng)粘度決定的線性下限流量：

Q_υ=Q₀×υ/υ₀                       公式（7）

式中：

Q_ρ：滿足旋渦強(qiáng)度要求的小體積流量(m³/h)

ρ₀:參比條件下介質(zhì)的密度 

Q_υ:滿足小雷諾數(shù)要求的小線性體積流量(m³/h)

ρ:被測(cè)介質(zhì)工況密度（kg/m³）

Q₀: 參比條件下儀表的小體積流量

(m³/h)     

υ:工作狀態(tài)下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m²/s)

υ_o:參比條件下介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度(m²/s)

通過(guò)公式（6）、（7）計(jì)算出Q_ρ和Q_ν。比較Q_ρ和

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準(zhǔn).氣體的上限流速應(yīng)該小于70m/s,液體的上限流速應(yīng)該小于7m/s

5．當(dāng)用戶測(cè)量的介質(zhì)為蒸汽時(shí)，常采用的計(jì)量單位是質(zhì)量流量，即：t/h或Kg/h。由于蒸汽（過(guò)熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進(jìn)行計(jì)算得出

式中：

ρ： 蒸汽的密度（kg/m³）

ρ₀：1.205kg/m³

Q_蒸汽 ：蒸汽質(zhì)量流量（t/h）

6．計(jì)算壓力損失，檢測(cè)壓力損失對(duì)工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：

Δp= CdρV²/2               公式（9）

式中：

Δp:壓力損失（Pa）  Cd：壓力損失系數(shù)

ρ：工況介質(zhì)密度（kg/m³）V:平均流速（m/s）

7．被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí),為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使管道壓力符合以下要求:

p≥2.7Δp+1.3p₀       公式（10）

式中：

Δp: 壓力損失（Pa）

p₀：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa絕壓）

Po:流體的蒸汽壓力  (Pa絕壓)

8．渦街流量計(jì)不適合測(cè)量高粘度液體。當(dāng)計(jì)算出的可測(cè)流量下限不滿足設(shè)計(jì)工藝要求時(shí)，應(yīng)該考慮選用其它類型流量計(jì)。

9．通過(guò)計(jì)算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測(cè)量效果、降低造價(jià)，應(yīng)選用口徑較小的表。應(yīng)該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的1/2～2/3

表(二)　　參比條件下渦街流量傳感器工況流量范圍表

注：表中(300)～(1000)口徑為插入式

表(三)　常用氣體介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)密度（20℃，絕壓P=0.1MPa）

(三)選型舉例：

例一：已知?dú)怏w壓力和溫度及標(biāo)況下的流量時(shí)

某壓縮空氣，標(biāo)況流量范圍為Q_N=1200-12000Nm³/h,壓力P=0.7Mpa(表壓)，溫度t=30℃。試確定流量計(jì)口徑。

步驟一：計(jì)算壓縮空氣的工況體積流量

由公式(3):

工況使用下限體積流量為:

Q_vmin=Q_N×0.101325×(273.15+t)/293.15/（P +0.1）

   =1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/（0.7 +0.1）

    =157(m³/h)

工況使用流量上限為: Q_vmax=1570(m³/h)

步驟二：根據(jù)使用工況流量范圍157-1570m³/h，查表（二），滿足下限流量條件的流量計(jì)為DN80 、DN100和DN125，考慮到上限流量1270m³/h及使用效果和經(jīng)濟(jì)成本，初選DN100, DN100流量計(jì)的工況流量范圍是100-1700m³/h，接近使用流量范圍，初選DN100流量計(jì)，但應(yīng)具體核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量。核算DN100流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量：

    由公式(4)及公式(6):

 Qρ=Qo×√ ρ_o /ρ

    =100×   0.101325×(273.15+30)

        √ ( 0.101325+0.7) ×293.15

=100×0.3746

=37.46(m³/h)

即，流量計(jì)在該工況條件下的可測(cè)下限流量是

37.46m³/h，遠(yuǎn)小于要求的工況下限流量157m³/h，確定選用DN100流量計(jì)。

例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時(shí)

測(cè)量介質(zhì)為過(guò)熱蒸汽，蒸汽溫度為320℃，壓力為1.5MPa（絕壓）,流量范圍為3t/h～25t/h, 試  確定流量計(jì)口徑。

步驟一：計(jì)算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經(jīng)查附表(二),該狀態(tài)下蒸汽的密度為:5.665Kg/m³,由公式(8) :

      Q_空氣= Q_蒸汽×10³/1.5√ρ_oρ

      Q_空氣min=3000/1.5×√5.665×1.205

         =765(m³/h)

      Q_空氣max=6379(m³/h)

步驟二：根據(jù)等效參比流量范圍765-6379m³/h，查表（二），比較適合該流量范圍為DN200口徑。

二．儀表的安裝設(shè)計(jì)

（一）      儀表的正確安裝是保障儀表正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，若安裝不當(dāng)，輕則影響儀表的使用精度，重則會(huì)影響儀表的使用壽命，甚至?xí)p壞儀表。安裝環(huán)境要求：

1．  盡可能避開(kāi)強(qiáng)電設(shè)備、高頻設(shè)備、強(qiáng)開(kāi)關(guān)電源設(shè)備。儀表的供電電源盡可能與這些設(shè)備分離。

2．  避開(kāi)高溫?zé)嵩春洼椛湓吹闹苯佑绊?。若必須安裝，須有隔熱通風(fēng)措施。

3．  避開(kāi)高濕環(huán)境和強(qiáng)腐蝕氣體環(huán)境。若必須安裝，須有通風(fēng)措施。

4．  渦街流量?jī)x表應(yīng)盡量避免安裝在振動(dòng)較強(qiáng)的管道上。若必須安裝，須在其上下游2D處加設(shè)管道緊固裝置，并加防振墊，加強(qiáng)抗振效果。

5．  儀表安裝在室內(nèi)，安裝在室外應(yīng)注意防水，特別注意在電氣接口處應(yīng)將電纜線彎成U形，避免水順著電纜線進(jìn)入放大器殼內(nèi)。

6．  儀表安裝點(diǎn)周圍應(yīng)該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護(hù)。

（二）   儀表管道安裝要求：

1．  渦街流量?jī)x表對(duì)安裝點(diǎn)的上下游直管段有一定要求，否則會(huì)影響介質(zhì)在管道中的流場(chǎng)，影響儀表的測(cè)量精度。儀表的上下游直管段長(zhǎng)度要求見(jiàn)圖(三) 

注:調(diào)節(jié)閥盡可能不安裝在渦街流量?jī)x表的上游,而應(yīng)安裝在渦街流量?jī)x表的下游10D處。

1．  上、下游配管內(nèi)徑應(yīng)相同。如有差異，則配管內(nèi)徑Dp與渦街儀表表體內(nèi)徑Db,應(yīng)滿足以下關(guān)系

0.98Db≤Dp≤1.05Db

         上、下游配管應(yīng)與流量?jī)x表表體內(nèi)徑同心，它們之間的不同軸度應(yīng)小于0.05Db

2．  儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時(shí)不能凸入管內(nèi)，其內(nèi)徑應(yīng)比表體內(nèi)徑大1-2mm

3．  測(cè)壓孔和測(cè)溫孔的安裝設(shè)計(jì)。被測(cè)管道需要安裝溫度和壓力變送器時(shí)，測(cè)壓孔應(yīng)設(shè)置在下游3-5D處，測(cè)溫孔應(yīng)設(shè)置在下游6-8D處，見(jiàn)圖（七）。D為儀表工稱口徑，單位：mm

1．  儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。

2．  測(cè)量氣體時(shí)，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內(nèi)含少量液體，為了防止液體進(jìn)入儀表測(cè)量管，氣流應(yīng)自下而上流動(dòng)，如圖（四）a所示

3．  測(cè)量液體時(shí)，為了保證管內(nèi)充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時(shí)，應(yīng)該保證液體流動(dòng)方向從下而上。若管道內(nèi)含少量氣體，為了防止氣體進(jìn)入儀表測(cè)量管，儀表應(yīng)安裝在管線的較低處

如圖（四）b所示

8．  測(cè)量高溫、低溫介質(zhì)時(shí)，應(yīng)注意保溫措施。轉(zhuǎn)換器內(nèi)部（表頭殼體內(nèi)）高溫一般不應(yīng)超過(guò)70℃；低溫易使轉(zhuǎn)換器內(nèi)部出現(xiàn)凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。

（三）儀表的安裝外形尺寸：見(jiàn)圖（五）、圖（六）

1．  在管道上用氣焊開(kāi)一個(gè)略小于φ100mm的圓孔，并把圓孔周圍毛刺清除干凈，以保證測(cè)頭旋轉(zhuǎn)流利

2. 在管道圓孔處焊上廠家提供的法蘭，要求法蘭軸線與管道軸線垂直。

3．  將球閥及傳感器安裝在焊接好的發(fā)蘭上。

4．  調(diào)節(jié)絲杠，使插入深度符合要求（從表五查得所需尺寸），流體流向必須與方向標(biāo)上的指示箭頭保持一致。

5．  均勻擰緊壓蓋上的螺絲。(注：壓蓋的松緊程度決定儀表的密封程度和絲杠能否旋動(dòng))

6．  檢查各環(huán)節(jié)是否完成好，慢慢打開(kāi)閥門觀察是否有泄漏（需特別注意人身安全）若有泄露請(qǐng)重復(fù)步驟5、6。

第三部分: 儀表配線設(shè)計(jì)

一. 輸出頻率信號(hào)的三線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

輸出頻率信號(hào)的三線制流量傳感器采用DC24V或DC12V電源供電，一般通過(guò)三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。傳感器端子接線見(jiàn)圖（八）

二．輸出標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號(hào)的兩線制渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

 輸出標(biāo)準(zhǔn)4~20mA電流信號(hào)的兩線制變送器采用DC24V電源供電，一般通過(guò)兩芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計(jì)算機(jī)相連，屏蔽層應(yīng)可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應(yīng)適合現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強(qiáng)功率電力線分離，不能平行走線。變送器端子接線見(jiàn)圖（九）

三．帶RS-485通訊接口功能的渦街流量?jī)x表配線設(shè)計(jì)

    帶RS-485通訊功能的渦街流量?jī)x表采用DC24V電源供電，與其它設(shè)備之間采用四線制傳輸方式。儀表端子接線見(jiàn)圖（十）

注意事項(xiàng)：

   （1）防爆型傳感器和變送器安裝于危險(xiǎn)場(chǎng)所，安全柵、顯示儀表、供電電源，計(jì)算機(jī)等關(guān)聯(lián)設(shè)備必須安裝在安全場(chǎng)所。

   （2）傳感器和變送器應(yīng)有可靠接地，防爆地線不得與強(qiáng)電系統(tǒng)保護(hù)接地共用。

五．兩線制液晶顯示表頭參數(shù)設(shè)置操作說(shuō)明

1、面板按鍵說(shuō)明

進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置狀態(tài) / 翻頁(yè) / 確認(rèn)寫入

數(shù)字左移/設(shè)置小數(shù)點(diǎn)/清零

數(shù)字由0-9循環(huán)/ 標(biāo)志位切換/瞬時(shí)流量和累計(jì)流量切換

            返回

  2、顯示窗字符說(shuō)明

液晶顯示標(biāo)志字符定義見(jiàn)表（一）：                                           表（一)

3、操作說(shuō)明：

本儀表表頭操作界面采用菜單形式進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，框圖如下：

3．1 儀表出廠前已將各參數(shù)根據(jù)用戶訂貨要求設(shè)置完畢，用戶無(wú)須設(shè)置。如用戶需要改變量程，請(qǐng)按下述方法設(shè)定。例如，φ600插入式流量表，原滿度流量為50000m³/h，頻率為694.4Hz。滿度流量現(xiàn)改為70000m³/h，頻率為972.2Hz進(jìn)入每項(xiàng)流量參數(shù)設(shè)置頁(yè)后，其右端標(biāo)志字符均進(jìn)行閃動(dòng)提示，每項(xiàng)參數(shù)設(shè)置完畢后，必須按SET鍵確認(rèn)才能寫入存儲(chǔ)。

3．4 小流量切除說(shuō)明

當(dāng)安裝儀表現(xiàn)場(chǎng)的管道振動(dòng)過(guò)大，無(wú)實(shí)際流量而有干擾信號(hào)輸出，可以采用小流量切除功能將干擾信號(hào)切除，切除信號(hào)頻率范圍一般要求低于儀表的下*程，具體設(shè)置因情況而定。

第四部分: 訂貨須知及選型樣譜

一．尊敬的用戶，當(dāng)您要選用本公司產(chǎn)品時(shí)，請(qǐng)仔細(xì)閱讀選型樣本，并做好以下工作：

    1．認(rèn)真核對(duì)被測(cè)介質(zhì)的工況條件：溫度、壓力、管徑等工藝參數(shù)。2．認(rèn)真核對(duì)被測(cè)介質(zhì)的使用流量范圍，特別是小流量值以終確定使用儀表的口徑及配管參數(shù)。3．確定儀表的安裝地點(diǎn)，保證直管段，并為儀表的安裝維護(hù)創(chuàng)造好的環(huán)境條件。4．填好訂貨咨詢單，見(jiàn)附表三

二．渦街流量?jī)x表選型表（符合JB/T9294-1999標(biāo)準(zhǔn)）

1．傳感器選型表

LUGB/E系列渦街流量?jī)x表選型表

2.傳感器的公稱通徑編號(hào)對(duì)照表

渦街流量?jī)x表訂貨咨詢單