LUGB智能渦街流量計(jì)

一、 產(chǎn)品概述

1． 概述

渦街流量儀表是根據(jù)卡門渦街理論，利用了流體的自然振動原理，以壓電晶體或差動電容作為檢測部件而制成的一種速度式流量儀表。

   該儀表具有無可動部件、測量范圍度大、介質(zhì)適應(yīng)性廣、測量精度高、檢定周期長、傳輸信號距離遠(yuǎn)、壓力損失小、結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、使用壽命長、安裝維護(hù)方便等許多顯著優(yōu)點(diǎn)?？蓮V泛應(yīng)用于石油化工、治金機(jī)械、食品、造紙，以及城市管道供熱、供水、煤氣等行業(yè)的各種液體、氣體、蒸氣等單相流體的工藝計(jì)量和節(jié)能管理。

2． 產(chǎn)品特點(diǎn)

l 采用抗機(jī)械震動，抗沖擊和抗臟污的結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)。

l 采用的集成電路，信號處理精度高，高抗干擾性，可靠性高。

l 可選用加寬量程型號，獲得*的小流量性能和擴(kuò)寬的流量范圍。

l 可選用電容式流量計(jì)，抗震性能好，zui高測量溫度達(dá)到400 ℃。

可選用潛水型流量計(jì)，允許*浸泡在水中工作。

二、 測量原理

渦街流量計(jì)是由設(shè)計(jì)在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相關(guān)的電子線路等組成。當(dāng)液體流經(jīng)三角柱形旋渦發(fā)生體時(shí)，它的兩側(cè)就成了交替變化的兩排旋渦，這種旋渦被稱為卡門渦街。斯特羅哈爾在卡門渦街理論的基礎(chǔ)上又提出了卡門渦街的頻率流體的流速

式中：f————————————渦街發(fā)生頻率（Hz）

V————————————旋渦發(fā)生體兩測的平均流速（m/s）St-----------------------斯特羅哈爾系數(shù)（常數(shù)）

這些交替變化的旋渦就形成了一系列替變化的負(fù)壓力，該壓力作用在檢測深頭上，便產(chǎn)生一系列交變電信號，經(jīng)過前置放大器轉(zhuǎn)換、整形、放大處理后，輸出與旅渦同步成正比的脈沖頻率信號（或標(biāo)準(zhǔn)信號）

                          圖1

三、 結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

1． 流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式

流量計(jì)是由表體與檢測放大器及連接這兩部分的連接桿組成，表體及其組成部件和連接桿均由1Cr18Ni9Ti不銹鋼材質(zhì)制成，具有防腐耐用之優(yōu)點(diǎn)；儀表根據(jù)安裝方式不同分三種結(jié)構(gòu)形式，分別是滿管式、簡易插入式、球閥插入式，結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：

                           圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

2． 流量計(jì)的外形尺寸

             圖3

3、流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)

l 測量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽

l 測量范圍：（見表2）

l 公稱通徑：（見表2）非標(biāo)產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做

l 溫度范圍：壓力式   -40℃~350℃  電容式  -60℃~400℃

l 壓力規(guī)格：PN1.6Mpa; PN2.5Mpa; PN4.0Mpa,更高的壓力規(guī)格可特殊定做

l 范圍度:正常范圍1:10   擴(kuò)展范圍1:15

l 壓力損失系數(shù):Cd≤2.6

l 系統(tǒng)測量精度:液體、氣體     示值±1%

                 蒸汽           示值±1.5%  

                 插入式流量計(jì)   示值±2.5%

l 供電電壓:傳感器+12VDC、+24VDC（可選）

             變送器+24VDC

             現(xiàn)場顯示型 儀表自帶3.6鋰電池

l 輸出信號:傳感器  脈沖頻率信號0.1~3000Hz   低電平≤1V  高電平≥6V

             變送器  兩線制4~20Ma.DC電流信號

l 充許振動加速度:電壓式≤0.2g    電容式≤1.0g

l 環(huán)境溫度: -40℃~55℃（非防爆場所）   -20℃~55℃（防爆場所）

l 環(huán)境濕度:相對濕度5~85%

l 大氣壓力:86~106Kpa

l 信號遠(yuǎn)傳距離: ≤500m

l 信號線接口:內(nèi)螺紋M20×1.5

l 防爆等級（ia）ⅡCT2-T5

l 防護(hù)等級：數(shù)量級IP65  潛水型IP68

儀表材質(zhì)：儀表外殼采用鋁合金，表體部分采用1Cr18Ni9Ti，也可根據(jù)用戶要求采用特殊材質(zhì)。

表2

四、流量計(jì)的型譜

型譜舉例：

125口徑壓電式法蘭卡裝型渦街流量變送器，測量介質(zhì)蒸汽，溫度220度，壓力0.8Mpa,儀表型號為LUGB24-12-D

五、流量計(jì)的選型

儀表的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作，選型的正確與否直接影響儀表的計(jì)量精度。

因此，必須正確對儀表進(jìn)行選型，具體的選型方法可參照以下幾條：

根據(jù)被測介質(zhì)的管道通徑大小選型，若被測介質(zhì)的流量范圍在表2所列的范圍之內(nèi)，則選擇與公稱通徑相同的流量計(jì)即可；若被測介質(zhì)的流量范圍不在表2所列的范圍之內(nèi)，則選擇介質(zhì)流量范圍與表2所列范圍包容的流量范圍所對應(yīng)的公稱通徑的流量計(jì)，如果同時(shí)有多個(gè)選擇，則應(yīng)選擇zui大滿足下限流量要求的流量計(jì)。

l 所提供的流量范圍均是指工作狀態(tài)下的體積流量范圍，如果僅知道被介質(zhì)的質(zhì)量流量或者標(biāo)狀況下的體積流量，則應(yīng)先換算為工況下的體積流量，再與表2給定的流量范圍相對照。

         由質(zhì)量流量換算工況下的體積流量按下式換算：

                               Qv=Qm/ρ

                       式中：Qv工況下的體積流量（m3/h）

                            Qm工況下的質(zhì)量流量（Kg/h）

ρ 工況下的介質(zhì)密度（Kg/m3）

由標(biāo)準(zhǔn)狀況（P=0.101325 Mpa,t=20℃）下的體積流量轉(zhuǎn)換為工況下的體積流量按下式換算：

                                Qv

      式中：Qv工況下的體積流量（m3/h）

                           Qm工況下的質(zhì)量流量（Kg/h）

 P 工況下的介質(zhì)密度（Kg/m3）

                           T 介質(zhì)的工作溫度（℃）

l 當(dāng)被測介質(zhì)為液體時(shí)，為了防止氣蝕，應(yīng)使通過流量計(jì)的介質(zhì)壓力符合下式要求：

                          P≥2.6△P+1.25Ps（pa）

                      式中: △P-介質(zhì)通過傳感器的壓力損失（pa）,以下式計(jì)算

                          △P=1.2Ρv2（pa）

                  式中:  ρ工況下的介質(zhì)密度（Kg/m3）

                         V 被測介質(zhì)的平均流速（m/s）

                         T 被測介質(zhì)工況壓力

六、流量計(jì)的安裝

1． 安裝環(huán)境及條件

l 流量計(jì)在室內(nèi)、室外均可安裝，特殊場所訂貨時(shí)請指出。

l 流量計(jì)應(yīng)安裝在與其公稱通徑相應(yīng)的管道上，當(dāng)測量液體時(shí)，必須保證管道內(nèi)充滿液體，因此介質(zhì)流向必須是自下而上的。

l 流量計(jì)應(yīng)該盡可能的安裝在沒有機(jī)械振動管道的管道止，如果不得已安裝時(shí)，可加裝軟管過渡，或者在流量上下游2D處加裝管道固定支撐點(diǎn)并加防震墊。

l 流量計(jì)的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場源，如大功率變送器、電動機(jī)等。

l 流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度較高、受設(shè)備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場所，若必須安裝時(shí)須有隔熱通風(fēng)措施。

2.直管段的要求

      為了保證流量計(jì)的準(zhǔn)確測量,管道內(nèi)的流體必須是充分發(fā)展對稱的紊流.

zui不的直管段要求如下:

l 上游:10D      （10倍管徑）

l 下游:5D       （5倍管徑）

如果流量計(jì)的上游有彎頭、縮徑、閥門等情形，則需要更長的直管段，具體情況（如圖4所示）

                           圖4 儀表安裝的直管段要求

3． 滿管式流量計(jì)的安裝步驟

l 按開口盡寸的要求在管道上進(jìn)行開口，具使開口的位置滿足直管段的要求。

l 將連接上法蘭的整套流量計(jì)放入開好口的管道中。

l 對兩片法蘭兩邊實(shí)行點(diǎn)焊定位。

將流量計(jì)拆下，將法蘭按要求焊接好，并清理管道內(nèi)所有凸出部分。

l 在法蘭的內(nèi)槽內(nèi)裝上與管道通徑相同的密封墊圈，將流量計(jì)裝入法蘭中間，并使流量計(jì)的流向標(biāo)與流體方向相同，然后用螺栓連接好。

4． 插入式流量計(jì)的安裝步驟

l 在滿足流量計(jì)直管段要求的安裝點(diǎn)上開個(gè)Φ100的圓缺。

l 在Φ109×4.5mm基座的下管段與管道上開好的圓缺焊接,基座焊接后目測不得有明顯的歪斜.

l 將測速探頭插入管道中,調(diào)整好插入濃度,使測頭中心與管道的中軸想吻合,測頭中心線與管道中軸線的夾角不應(yīng)大于5度,然后調(diào)整好方向使其與流體的流向相同.

l 把法蘭或球閥與焊接好的基座對接,用螺栓固定好.

5.流量計(jì)的組裝如圖5所示:？

6.安裝中應(yīng)注意的事項(xiàng)

l 流量計(jì)的安裝必須按要求進(jìn)行,避免因安裝不當(dāng)對儀表造成損傷,以及影響計(jì)量精度.

l 流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝在架空較長的管道上,由于管道的下垂容易造成流量計(jì)與法蘭間的密封泄漏.若必須安裝時(shí),須在流量計(jì)的上下游2D處分別設(shè)置管道支撐點(diǎn).

如果被測量介質(zhì)需要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償時(shí)（如蒸汽、壓縮空氣），則測壓點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)下游約束~5D處，測溫點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)流量下游4~8D處（如圖6所示）。

          圖6 溫度壓力測量點(diǎn)示意圖

                       圖7 儀表保溫

l 在測量蒸汽的管道中，為了防止轉(zhuǎn)換器溫度過高，儀表連接桿至少一半不要保溫（如圖7所示）

為了方便觀察和接線，流量計(jì)的表頭在原有的位置上可進(jìn)行360度旋轉(zhuǎn)，在調(diào)整好位置后，把鎖緊螺母擰緊即可。如果流量計(jì)的表頭安裝方向朝下時(shí)，須用防水膠帶把瑣緊螺母纏繞密封好。

l 母纏繞密封好。

七 安全注意事項(xiàng)

1． 正確的使用

l 可以測量氣體、液體、蒸汽，但在不同的介質(zhì)之間不通用。

l 儀表制造者只對用戶在正常操作條件下的儀表故障負(fù)責(zé)。

2． 對安裝、調(diào)試和操作儀表人員的要求

l 安裝者必須確保儀表是根據(jù)其電氣連接圖進(jìn)行了正確的連接，并保證測量系統(tǒng)地良好。

l 儀表的安裝、電氣連接、啟動和維護(hù)必須由經(jīng)過培訓(xùn)或*的人員進(jìn)行。操作人員在使用儀表前，必須仔細(xì)閱讀本操作手冊。

3． 注意事項(xiàng)

本系列能夠滿足工業(yè)測量現(xiàn)場的各種安全要求，每臺儀表在出廠前都進(jìn)行了安全測試，儀表的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)*符合中華人民共和華行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JB/T9249—1999渦街流量傳感器》之規(guī)定。使用本儀表時(shí)請仔細(xì)閱讀本操作手冊的相關(guān)內(nèi)容。

八、流量計(jì)的電氣連接

1． 接線端子示意圖及功能

圖8 接線端子示意圖

2． 儀表的接線步驟

l 擰開表殼后蓋

l 從電纜入線孔將配套的線纜送入。

l 根據(jù)連線圖示正確連接

將防水接頭擰緊，并保證線纜在進(jìn)入防水接頭之前必須向下壓彎，以保水汽不易進(jìn)入表內(nèi)（如圖9所示）

圖 9

3． 儀表的上電

l 流量計(jì)上電前應(yīng)檢查供電是否符要求，檢查電氣連接是否準(zhǔn)確無誤。

l 如果一切正常即可上電，儀表出廠前均以調(diào)試檢定，上電后即可正常工作。

九、流量計(jì)的操作與調(diào)試

l 傳感器在出廠前已經(jīng)調(diào)試好，一般不需要調(diào)整。

傳感器在管道無流量的情況下有頻率輸出，或者在流量不大時(shí)無頻率輸出，這時(shí)需要調(diào)整信號放大器上的兩個(gè)電位器W1、W2，順時(shí)針方向調(diào)靈敏度提高，逆時(shí)針方向調(diào)整靈敏度降低，前者需要降低靈敏度，后者提高靈敏度即可。

l 在正常工作時(shí)，如果流量穩(wěn)定，需輸出頻率不穩(wěn)定，同樣調(diào)整兩個(gè)電位器，使輸出頻率相對穩(wěn)定即可。

2． 變送器的操作與調(diào)試

2．1變送器的顯示面板與操作

顯示窗內(nèi)9位數(shù)字可依次顯示累積流量、瞬時(shí)流量、

頻率、輸出電流等參數(shù)（見圖10）。

圖10 面板示意圖

   在顯示面板上從左到右有三只按鍵：左鍵在工作狀態(tài)下顯示累積流量，在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下改變被修改數(shù)字（閃爍字）的位數(shù)；中鍵在工作狀態(tài)下顯示瞬時(shí)流量，在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下使所修改的數(shù)字（閃爍字）循環(huán)遞增；右鍵為內(nèi)容鍵，在工作狀態(tài)下可循環(huán)依次顯示瞬時(shí)流量（F），頻率（Fr），流量系數(shù)（U），阻尼系數(shù)（Lr），流量下限（FH），流量下限（FL），輸出電流（Pe）等參數(shù)；在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下起確認(rèn)和翻頁作用。

2．2變送器的參數(shù)顯示格式及說明

2．3變送器的參數(shù)設(shè)定

l 先按下右鍵，再同時(shí)按下中鍵則進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示屏出現(xiàn)流量流量系數(shù)U的閃爍字，由此可通過左鍵的移位，中鍵對閃爍字的改變，右鍵的確認(rèn)和翻頁來依次完依次完成流量系數(shù)（U）、流量上限（FH）、流量下限（FL）、阻尼系數(shù)（Lr）等參數(shù)的設(shè)定。

例如設(shè)定流量系數(shù)為123.45,首*入設(shè)定狀態(tài),這時(shí)顯示器顯示U-XXXXXX,且*位在閃動,按動中鍵使*位顯示1,接著按一下左鍵再按中鍵使第二位顯示2,依次類推,直至zui后一位設(shè)定完成,確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無誤后,按下右鍵進(jìn)行確認(rèn),同時(shí)顯示進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)定,當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定完成后,按右鍵,同時(shí)按一下中鍵就可退出設(shè)定狀態(tài),進(jìn)入顯示狀態(tài).

l 設(shè)定時(shí)出現(xiàn)的Hr-XXXXXX為,內(nèi)部參數(shù),無需調(diào)整.

l 顯示累積流量時(shí)連續(xù)按累積鍵五次,即可清零,再任意按其它鍵即重新累計(jì).

l 顯示累積流量時(shí)連續(xù)按累積鍵五次,即可清零,再任意按其它鍵即重新累計(jì).

說明:瞬時(shí)流量和累計(jì)流量的單位與設(shè)定的流量上、下限單位相同，流量下限以下的流量信號被切除。

2．4變送器撥碼開關(guān)的使用方法

　　　變送器的信號處理器采用了三組撥碼開關(guān)SW1、SW2、SW3，使用一電路適用于不同口徑、不同介質(zhì)的變送器。對于不同口徑和介質(zhì)，根據(jù)下表（表6）把撥碼開關(guān)SW1、SW2、SW3對應(yīng)的數(shù)字撥到ON即可，靠近信號線端子的撥碼開關(guān)為SW1，中間的為SW2，剩下的為SW3。

2．5變送器的調(diào)試

l 變送器在出廠前已經(jīng)調(diào)試好，一般不需要調(diào)整。

l 變送器在管道無流量的情況下輸出電流大于4mA，或者在流量不大時(shí)輸出為4mA，這時(shí)需要調(diào)整信號放大器上的兩個(gè)電位器W1，W2，順時(shí)針方向調(diào)整靈敏度提高，逆時(shí)針方向調(diào)整靈敏度降低，前者需要降低靈敏度，后者提高靈敏度即可。

l 在正常工作時(shí)，如果流量穩(wěn)定，而輸出電流不穩(wěn)定，同樣調(diào)理兩個(gè)電位器，使輸出電流相對穩(wěn)定即可。

3． 現(xiàn)場顯示的操作與調(diào)試

3．1概述

現(xiàn)場顯示是研制開發(fā)的新一代智能現(xiàn)場流量儀表，儀表具有傳感器和顯示儀的雙重功能，是合二為一的產(chǎn)品，可直接顯示被測介質(zhì)的瞬時(shí)流量和累積流量。

3．2顯示面板與操作

     顯示窗內(nèi)9位數(shù)字可依次顯示累積流量、瞬時(shí)流量、頻率等參數(shù)（見圖10）。

在顯示面板上從左到右有三只按鍵：左鍵在工作狀態(tài)下顯示累積流量，在參數(shù)設(shè)定狀下改變被個(gè)性數(shù)字（閃爍字）的位數(shù)；中鍵在工作狀態(tài)下顯示瞬時(shí)流量，在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下使所修改的數(shù)字（閃爍字）循環(huán)遞增；右鍵為內(nèi)容鍵，在工作狀態(tài)下可循環(huán)依次顯示瞬時(shí)流量（F），頻率（Fr），流量系數(shù)（U），介質(zhì)密度（dEn），阻尼系數(shù)（Lr），流量下限（FL）等參數(shù)；在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下起確認(rèn)和翻頁的作用。

3．3參數(shù)顯示格式及說明

3．4參數(shù)的設(shè)定

l 先按下右鍵，再同時(shí)按下中鍵則進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示屏出現(xiàn)流量系數(shù)（U）的閃爍字，由此可通過左鍵的移位，中鍵對閃爍字的改變，右鍵的確認(rèn)和翻頁來依次完成流量系數(shù)（U），介質(zhì)密度（dEn），阻尼系數(shù)（Lr），流量下限（FL）等參數(shù)的設(shè)定。

例如設(shè)定密度為123.45,首*入設(shè)定狀態(tài),這時(shí)顯示器顯示dEn-XXXXXX,且*位在閃動,按動中鍵使*位顯示1,接著按一下左鍵（移至第二位,此進(jìn)第二位閃動）,按中鍵使第二位顯示2,依此類推,直至zui后一位設(shè)定完成,確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無誤后,按下右鍵進(jìn)入確認(rèn),同時(shí)顯示進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)定,當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定完成后,按右鍵,同時(shí)按下中鍵可退出設(shè)定狀態(tài),進(jìn)入顯示狀態(tài).

l 累積量清零:設(shè)定Un（內(nèi)部參量）004321即可

l 自動循環(huán)顯示: 設(shè)定Un（內(nèi)部參量）001234即可

說明:瞬時(shí)流量和累積流量的單位與設(shè)定的流量上、下限單位相同，流量下限以下的流量信號被切除。

3．5撥碼開關(guān)的使用方法

      現(xiàn)場顯示也采用了撥碼開關(guān)使同一電路適用于不同口徑、不同介質(zhì)的流量計(jì)，關(guān)于撥碼開關(guān)的使用方法參見本單2、4及表6中內(nèi)容。

3．6流量計(jì)采用的計(jì)算公式

l 被測介質(zhì)工況體積流量Q按下式計(jì)算：

          Q=3600×f

      其中  F為流量計(jì)的輸出脈沖頻率

                K為流量計(jì)的儀表系數(shù)

l 被測介質(zhì)為蒸汽或者液體介質(zhì)時(shí)，將工況體積流量換逄成質(zhì)量流量按下式計(jì)算：

                  M=Q×ρ/（T/h）

                  其中ρ（Kg/M3）為被測介質(zhì)密度

l 被測介質(zhì)為壓縮空氣等氣體介質(zhì)時(shí)，將工況體積流量換算成狀況（P=0.10136Mpa;

t=20℃）體積流量按下式計(jì)算：

                      Q=

         其中P（Mpa）為被測介質(zhì)在工況下的表壓力

3．7流量計(jì)的調(diào)試

     流量計(jì)在出廠前已經(jīng)調(diào)試好，一般不需要調(diào)整。如果需要調(diào)整請參照本章傳感器的調(diào)試的相關(guān)內(nèi)容。

十、故障排除與日常維護(hù)

1、故障排除

   儀表在生產(chǎn)過程中，每一臺都經(jīng)過了嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，zui后一步是實(shí)流標(biāo)定。如果儀表在使用過程中不能正常工作，請按照以下步驟進(jìn)行檢查。

1、1檢查電所連接

l 檢查儀表的電源接線端子是否連接正確，是否有電壓？

l 檢查線路連接是否正確？

l 檢查回路負(fù)載和電源極性。

1、2檢查安裝狀況

l 在管道上安裝儀表時(shí)是否遵循了相應(yīng)的安裝要求？

l 流量是否低于正常的工作范圍？

l 密封墊口徑與管道通徑是否相同？

l 接地是否良好？

l 有無突入到管道內(nèi)的部件？

l 管道內(nèi)是否有結(jié)垢現(xiàn)象？

l 儀表是否遠(yuǎn)離振動源？ 

在強(qiáng)振動應(yīng)用場合，如果管道內(nèi)沒有流量而儀表仍有輸出顯示，則可調(diào)整信號放大器的靈敏度變小。但應(yīng)注意，旋轉(zhuǎn)不要過度，否則將造成小流量信號丟失，使測量的下限流量提高，影響測理精度。

2、日常維護(hù)

       無可動部件，維護(hù)量小，正常情況下無須維護(hù)，但當(dāng)被測介質(zhì)較臟或易結(jié)垢時(shí)，應(yīng)定期清洗流量計(jì)內(nèi)壁，清洗時(shí)應(yīng)保護(hù)好旋渦發(fā)生體及檢測探頭，注意不要碰傷其表面與棱角。