LUGB智能渦街流量計

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)適應性廣、測量精度高、檢定周期長、傳輸信號距離遠、壓力損失小、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、使用壽命長、安裝維護方便等許多顯著優(yōu)點?？蓮V泛應用于石油化工、治金機械、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量和節(jié)能管理。

2． 產(chǎn)品特點

l 采用抗機械震動，抗沖擊和抗臟污的結(jié)構(gòu)新設計。

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*的小流量性能和擴寬的流量范圍。

l 可選用電容式流量計，抗震性能好，zui高測量溫度達到400 ℃。

可選用潛水型流量計，允許*浸泡在水中工作。

二、 測量原理

渦街流量計是由設計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相關的電子線路等組成。當液體流經(jīng)三角柱形旋渦發(fā)生體時，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（或標準信號）

                          圖1

三、 結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

1． 流量計的結(jié)構(gòu)形式

流量計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；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． 流量計的外形尺寸

             圖3

3、流量計的技術(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   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、流量計的選型

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

因此，必須正確對儀表進行選型，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的公稱通徑的流量計，如果同時有多個選擇，則應選擇zui大滿足下限流量要求的流量計。

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)量流量或者標狀況下的體積流量，則應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）

由標準狀況（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 當被測介質(zhì)為液體時，為了防止氣蝕，應使通過流量計的介質(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、流量計的安裝

1． 安裝環(huán)境及條件

l 流量計在室內(nèi)、室外均可安裝，特殊場所訂貨時請指出。

l 流量計應安裝在與其公稱通徑相應的管道上，當測量液體時，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 流量計應該盡可能的安裝在沒有機械振動管道的管道止，如果不得已安裝時，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并加防震墊。

l 流量計的安裝位置應遠離強電磁場源，如大功率變送器、電動機等。

l 流量計應避免安裝在溫度較高、受設備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場所，若必須安裝時須有隔熱通風措施。

2.直管段的要求

      為了保證流量計的準確測量,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． 滿管式流量計的安裝步驟

l 按開口盡寸的要求在管道上進行開口，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放入開好口的管道中。

l 對兩片法蘭兩邊實行點焊定位。

將流量計拆下，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，將流量計裝入法蘭中間，并使流量計的流向標與流體方向相同，然后用螺栓連接好。

4． 插入式流量計的安裝步驟

l 在滿足流量計直管段要求的安裝點上開個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.流量計的組裝如圖5所示:？

6.安裝中應注意的事項

l 流量計的安裝必須按要求進行,避免因安裝不當對儀表造成損傷,以及影響計量精度.

l 流量計應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與法蘭間的密封泄漏.若必須安裝時,須在流量計的上下游2D處分別設置管道支撐點.

如果被測量介質(zhì)需要進行溫度壓力補償時（如蒸汽、壓縮空氣），則測壓點應在流量計下游約束~5D處，測溫點應在流量計流量下游4~8D處（如圖6所示）。

          圖6 溫度壓力測量點示意圖

                       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，流量計的表頭在原有的位置上可進行360度旋轉(zhuǎn)，在調(diào)整好位置后，把鎖緊螺母擰緊即可。如果流量計的表頭安裝方向朝下時，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

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責。

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、啟動和維護必須由經(jīng)過培訓或*的人員進行。操作人員在使用儀表前，必須仔細閱讀本操作手冊。

3． 注意事項

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行了安全測試，儀表的設計和生產(chǎn)*符合中華人民共和華行業(yè)標準《JB/T9249—1999渦街流量傳感器》之規(guī)定。使用本儀表時請仔細閱讀本操作手冊的相關內(nèi)容。

八、流量計的電氣連接

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

圖 9

3． 儀表的上電

l 流量計上電前應檢查供電是否符要求，檢查電氣連接是否準確無誤。

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，或者在流量不大時無頻率輸出，這時需要調(diào)整信號放大器上的兩個電位器W1、W2，順時針方向調(diào)靈敏度提高，逆時針方向調(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，如果流量穩(wěn)定，需輸出頻率不穩(wěn)定，同樣調(diào)整兩個電位器，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)下顯示瞬時流量，在參數(shù)設定狀態(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)設定狀態(tài)下起確認和翻頁作用。

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)設定

l 先按下右鍵，再同時按下中鍵則進入設定狀態(tài)，這時顯示屏出現(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)的設定。

例如設定流量系數(shù)為123.45,首*入設定狀態(tài),這時顯示器顯示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后一位設定完成,確認設定數(shù)字無誤后,按下右鍵進行確認,同時顯示進入下一參數(shù)設定,當所有參數(shù)設定完成后,按右鍵,同時按一下中鍵就可退出設定狀態(tài),進入顯示狀態(tài).

l 設定時出現(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.

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

說明:瞬時流量和累計流量的單位與設定的流量上、下限單位相同，流量下限以下的流量信號被切除。

2．4變送器撥碼開關的使用方法

　　　變送器的信號處理器采用了三組撥碼開關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SW1、SW2、SW3對應的數(shù)字撥到ON即可，靠近信號線端子的撥碼開關為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，或者在流量不大時輸出為4mA，這時需要調(diào)整信號放大器上的兩個電位器W1，W2，順時針方向調(diào)整靈敏度提高，逆時針方向調(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，如果流量穩(wěn)定，而輸出電流不穩(wěn)定，同樣調(diào)理兩個電位器，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)設定狀下改變被個性數(shù)字（閃爍字）的位數(shù)；中鍵在工作狀態(tài)下顯示瞬時流量，在參數(shù)設定狀態(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)設定狀態(tài)下起確認和翻頁的作用。

3．3參數(shù)顯示格式及說明

3．4參數(shù)的設定

l 先按下右鍵，再同時按下中鍵則進入設定狀態(tài)，這時顯示屏出現(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)的設定。

例如設定密度為123.45,首*入設定狀態(tài),這時顯示器顯示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后一位設定完成,確認設定數(shù)字無誤后,按下右鍵進入確認,同時顯示進入下一參數(shù)設定,當所有參數(shù)設定完成后,按右鍵,同時按下中鍵可退出設定狀態(tài),進入顯示狀態(tài).

l 累積量清零:設定Un（內(nèi)部參量）004321即可

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

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

3．5撥碼開關的使用方法

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

3．6流量計采用的計算公式

l 被測介質(zhì)工況體積流量Q按下式計算：

          Q=3600×f

      其中  F為流量計的輸出脈沖頻率

                K為流量計的儀表系數(shù)

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

                  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，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流量計的調(diào)試

     流量計在出廠前已經(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)試的相關內(nèi)容。

十、故障排除與日常維護

1、故障排除

   儀表在生產(chǎn)過程中，每一臺都經(jīng)過了嚴格的質(zhì)量檢驗，zui后一步是實流標定。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 檢查回路負載和電源極性。

1、2檢查安裝狀況

l 在管道上安裝儀表時是否遵循了相應的安裝要求？

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 儀表是否遠離振動源？ 

在強振動應用場合，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

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