LUGB系列渦街流量計(jì)

一、 特點(diǎn)

LUGB系列渦街流量計(jì)主要用于石油、化工、冶金、電力、供熱等行業(yè)和市政建設(shè)、環(huán)保工程封閉管道中各種液體、氣體和蒸汽的流量計(jì)量和檢測控制。可輸出脈沖頻率信號或(4~20)mA標(biāo)準(zhǔn)電流信號，配以相應(yīng)的工業(yè)自動(dòng)化儀表，可顯示瞬時(shí)和累積流量，實(shí)現(xiàn)流量計(jì)量和自動(dòng)控制等多種功能。具有量程寬、精度高、壓力損失小等特點(diǎn)，在測量工況體積流量時(shí)幾乎不受流體密度、壓力、溫度、粘度等物理參數(shù)的影響。儀表常數(shù)長期穩(wěn)定，可靠性高，幾乎無須維修。

二、工作原理

渦街流量傳感器是根據(jù)卡門渦街原理研制成的一種流體振蕩型流量儀表。在流體中插入一個(gè)斷面為非流線型柱狀物體時(shí)，在柱體后部兩側(cè)會產(chǎn)生兩列交錯(cuò)排列的旋渦。旋渦分離的頻率與流速成正比，與柱體的寬度成反比，可以用公式f=St×V/d表示。式中f：旋渦分離頻率，St：斯特勞哈爾數(shù)（無量綱），V：柱體側(cè)面的流速，d：柱體的迎流面寬度。斯特勞哈爾數(shù)St與雷諾數(shù)Re函數(shù)關(guān)系中的線性部分即是渦街流量計(jì)的線性測量范圍。檢測出旋渦的分離頻率f即可求得管內(nèi)流體的流速，再由流速求出瞬時(shí)體積流量。流過單位體積流體對應(yīng)的脈沖數(shù)稱為儀表系數(shù)（K系數(shù)，次/升）。流量Q與頻率f的關(guān)系為Q=f/K。式中Q：瞬時(shí)流量（升/秒），f：頻率（Hz），K：儀表系數(shù)（次/升）。

三、型號命名

     LUGB-□□□□-□□□□

四、主要技術(shù)參數(shù)

表一

五、流量范圍

 (一)液體和工況氣體的流量范圍見下表：

(二)飽和蒸汽的質(zhì)量流量范圍見下表：

 表三                                                                            流量單位：kg/h

(三)過熱蒸汽的質(zhì)量流量范圍見下表：

表四 

ρ為過熱蒸汽工況密度。過熱蒸汽的上限流速一般不應(yīng)大于70m/s。

注1：傳感器在不同流量下的壓力損失可按下式計(jì)算：

式中：ΔP：壓力損失（Pa）

ρ：被測介質(zhì)工況密度（kg/m3）

v：管內(nèi)平均流速（m/s）

注2：被測介質(zhì)為液體時(shí)，為防止氣化或氣蝕現(xiàn)象，應(yīng)使工作狀態(tài)下傳感器內(nèi)的壓力滿足下式要求：

P>2.6ΔP+1.25Pb

式中：P：被測介質(zhì)壓力（Pa）

      Pb：被測介質(zhì)工作溫度下對應(yīng)的飽和氣體壓力（Pa）

六、流量計(jì)口徑和可用流量范圍的確定

    （一）氣體、液體

渦街流量計(jì)的上限流量一般不受介質(zhì)壓力、溫度等的影響，下限流量則取決于介質(zhì)的工況密度和粘度。因此，確定流量范圍實(shí)際上是確定實(shí)際可用的下限流量。*工作流量處于傳感器量程的1/2~2/3處。

步驟一：根據(jù)實(shí)際使用流量查表二初步確定流量計(jì)口徑。常用流量宜選擇在流量上限的50%~70%。注意氣體是指工況流量，如為標(biāo)況流量請用理想氣體狀態(tài)方程將其換算成工況流量（公式1）。

                                              Q=QN×(PN/P)×(T/TN) ………公式1

式中：Q：工況流量

      QN：標(biāo)況流量

      PN：標(biāo)準(zhǔn)大氣壓（0.101325MPa）

      P：工況下介質(zhì)壓力（表壓+大氣壓）

      T：工況下介質(zhì)溫度［(273.15+t)K］

      t：工況下介質(zhì)溫度（℃）

      TN：標(biāo)況溫度（273.15K）

注意：如用戶標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)是指溫度為20℃，壓力為101325Pa，則TN=293.15K。

步驟二：按公式2計(jì)算由介質(zhì)工況密度決定的下限流量 Qρ。

             式中：Qρ：工況密度下介質(zhì)的可測下限流量

      Q0：表中所列的水或空氣的下限流量（液體查水，氣體查空氣）

      ρ0：參比介質(zhì)的密度，水為1000kg/m3，空氣為1.205 kg/m3

      ρ：被測介質(zhì)工況密度

介質(zhì)密度較大時(shí)，可測流量下限較低。

步驟三：按公式3計(jì)算由介質(zhì)工況運(yùn)動(dòng)粘度決定的下限流量 Qν。

　　　　　　Qν= Q0×ν/ν0……….公式3

式中：Qν：工況運(yùn)動(dòng)粘度下介質(zhì)的可測下限流量

      Q0：表中所列的水或空氣的下限流量（液體查水，氣體查空氣）

      ν：被測介質(zhì)工況運(yùn)動(dòng)粘度

      ν0：參比介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)粘度，水為1×10-6m2/s，空氣為15×10-6m2/s

運(yùn)動(dòng)粘度與動(dòng)力粘度的換算公式如下：

               ν=η/ρ………………..公式4

式中：ν：運(yùn)動(dòng)粘度，單位 cSt (mm2/s)

       η：動(dòng)力粘度，單位 cP (mPa·s，g/m·s)

       ρ：密度，單位 g/cm3

介質(zhì)運(yùn)動(dòng)粘度較小時(shí)，可測下限流量較低。

步驟四：比較Qρ和Qν，確定可用下限流量和線性下限流量。

若Qρ＜Qν，可測流量范圍是Qρ~Qmax，線性流量范圍是Qρ~Qmax；

若Qρ≥Qν，可測流量范圍和線性流量范圍都是Qρ~Qmax。

Qmax是指表中規(guī)定的上限流量。液體的zui大流速一般應(yīng)小于7m/s，氣體的zui大流速一般應(yīng)小于70m/s。

高粘度液體的線性下限流量比水要高出很多，如要求下限流量較低，則不適合使用渦街流量計(jì)。

（二）蒸汽

測量蒸汽時(shí)，如要測量蒸汽的質(zhì)量流量，必須與測溫和測壓元件共同組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。測量飽和蒸汽，應(yīng)加裝鉑電阻或壓力變送器（其中之一）；測量過熱蒸汽，應(yīng)同時(shí)加裝鉑電阻和壓力變送器（兩者都要）。

方法一：根據(jù)蒸汽參數(shù)直接查表選擇流量計(jì)口徑。

方法二：由公式4計(jì)算得出某一口徑流量計(jì)對應(yīng)各種工況蒸汽的流量范圍。

步驟一：由表查出相應(yīng)口徑流量計(jì)的空氣流量范圍。

步驟二：根據(jù)蒸汽的壓力溫度參數(shù)，查有關(guān)資料得到蒸汽的密度。

步驟三：由公式4計(jì)算流量計(jì)的下限流量。

     式中：Q，ρ：被測蒸汽的流量和密度

    Q0，ρ0：參比空氣的流量和密度（1.205kg/m3）

步驟四：確定上限流量。蒸汽的上限流速應(yīng)小于70m/s。

用戶也可查表三得知不同口徑流量計(jì)測飽和蒸汽的流量范圍，或者將過熱蒸汽的密度代入表四算出不同口徑流量計(jì)測過熱蒸汽的流量范圍。

測量蒸汽的質(zhì)量流量時(shí),傳感器必須與測溫和測壓元件共同組成質(zhì)量流量測量系統(tǒng)。測量飽和蒸汽，應(yīng)加裝鉑電阻或壓力變送器（其中之一）；測量過熱蒸汽，應(yīng)同時(shí)加裝鉑電阻和壓力變送器（兩者都要）。

七、儀表結(jié)構(gòu)及外形尺寸

法蘭卡裝型尺寸表：

表五                                                                           mm

法蘭連接型尺寸表：

表六                                                                   mm

八、安裝注意事項(xiàng)

(一)安裝的基本要求

1.對直管段要求傳感器上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)留有較長的直管段，直管段長度隨管道狀況不同而異。不同管道條件下，直管段的安裝要求見表七。對配置的要求：

對配管的要求

安裝傳感器的管道內(nèi)徑須和傳感器內(nèi)徑*，滿足0.98DN≤D≤1.05DN（DN為傳感器內(nèi)徑，D為配管內(nèi)徑），否則管道必須變徑。連接管道與傳感器同軸度應(yīng)不大于0.05DN。

傳感器上游應(yīng)盡量避免安裝調(diào)節(jié)閥或半開閥門，應(yīng)將調(diào)節(jié)閥或半開閥門安裝在傳感器下游5D之后。

檢修閥安裝在傳感器上游。

傳感器安裝點(diǎn)的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關(guān)閥門，對傳感受器的使用壽命影響極大，非常容易對傳感器造成*性損壞。

傳感器應(yīng)避免在架空非常長的管道上安裝，因?yàn)殚L時(shí)間使用后，由于傳感器的下垂作用非常容易造成傳感器與法蘭間的密封泄漏，若不得已要安裝時(shí)，必須在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置。

安裝管道應(yīng)無強(qiáng)烈振動(dòng)，否則應(yīng)有必要的減震措施。在傳感器的上下游2D處分別設(shè)置管道緊固裝置，并加防震墊。

在空壓機(jī)出口處振動(dòng)較強(qiáng)，不能安裝傳感器，應(yīng)安裝在儲氣罐之后。

為方便檢修，安裝旁通管。旁通管的連接須注意保證傳感器的前后直管段。

對外部環(huán)境的要求

傳感器盡量安裝在室內(nèi)，必須安裝在室外時(shí)應(yīng)注意防水、防曬，放大器盒外的電纜應(yīng)彎成U型，防止水順著電纜線流入放大器盒內(nèi)。

傳感器避免安裝在溫度變化很大的場所和受到設(shè)備的熱輻射，若必須安裝時(shí)，須有隔熱通風(fēng)的措施。

傳感器避免安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中，若必須安裝時(shí)，須有通風(fēng)措施。

傳感器應(yīng)遠(yuǎn)離電噪聲，如大功率變頻器、大功率變壓器、電動(dòng)機(jī)和大功率無線收發(fā)設(shè)備等。

傳感器周圍應(yīng)留有足夠空間，應(yīng)有照明燈和電源插座，并應(yīng)設(shè)置旁通管路，以便安裝接線和定期維護(hù)。

正確安裝的要求

安裝流量計(jì)前應(yīng)吹掃管線，以免管道中有焊渣等較大異物影響傳感器正常工作，甚至損壞傳感器。

渦街流量傳感器在管道上可以水平或垂直安裝，被測介質(zhì)應(yīng)為滿管流動(dòng)，垂直安裝時(shí)，流向應(yīng)自下而上。

當(dāng)需要溫度、壓力補(bǔ)償時(shí)，壓力變送器安裝在流量傳感器下游3-5D處，測溫元件（通常用鉑電阻）安裝在下游6-8D處。

傳感器可以在水平管道上側(cè)裝，特別是測量過熱蒸汽、飽和蒸汽和低溫液體，這樣流體的溫度對放大器的影響較小。當(dāng)用于測量高溫液體或需經(jīng)常清洗管道時(shí)，可將傳感器倒裝。

 在有保溫層的管道上，切勿用保溫材料將傳感器上連接放大器盒的連桿都包圍起來，zui多不超過連桿高度的三分之一。傳感器殼體可以用保溫材料包裹。

測量氣體流量時(shí)，若被測氣體中含有少量的液體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較高處；測量液體流量時(shí)，若被測液體中含有少量的氣體，傳感器應(yīng)安裝在管線的較低處。

安裝步驟

法蘭連接型直接將用戶管道上的法蘭與流量計(jì)上的法蘭對接。注意介質(zhì)流向與流量計(jì)上箭頭方向*，密封墊片勿突出于管道內(nèi)。

法蘭卡裝型安裝步驟如下：

1．  將已安裝好法蘭和螺栓的傳感器卡入直管道內(nèi)（注意傳感器上的流向標(biāo)志應(yīng)與管道內(nèi)介質(zhì)流向*），用電焊將兩端法蘭片點(diǎn)焊定位。注意法蘭端面應(yīng)與管道垂直，傳感器筒體的中心線應(yīng)與管道中心線重合。

2．  為避免電焊高溫?fù)p壞傳感器，在正式焊接法蘭前拆下螺栓和傳感器。

3．  法蘭與管道焊接好后，管道內(nèi)要清理干凈不得存有焊渣等物。然后將傳感器、石棉墊片和法蘭連接，注意密封墊片不應(yīng)突出于管道內(nèi)，其內(nèi)徑可比管道內(nèi)徑大1~2mm，以免影響測量精度。zui后裝上螺栓、墊圈和螺母并緊固。

     儀表接線

輸出頻率信號的現(xiàn)場儀表接線：

輸出頻率信號的傳感器與其它設(shè)備之間采用三線制傳輸，所需電源為24V±10%，輸出回路的zui小負(fù)載電阻為10kΩ，zui大電容為0.22μF，屏蔽線的電阻小于50Ω。一般情況下連接線用三芯屏蔽線（RWP3×0.5mm），屏蔽層應(yīng)可靠地接在放大器盒內(nèi)的接地螺絲上。

在高溫或低溫環(huán)境中，要采用適合于現(xiàn)場溫度的屏蔽電纜線；當(dāng)使用現(xiàn)場空氣中含有油、溶劑或其它腐蝕性氣體或液體時(shí)，應(yīng)采用適合于這種現(xiàn)場的屏蔽電纜線。

連線不能與電力線平行排在一起，至少間隔15cm，單獨(dú)穿行在金屬管中。連線要固定好，不能晃動(dòng)。

輸出二線制（4~20）mA信號的現(xiàn)場儀表接線：

輸出二線制（4~20）mA信號的傳感器與其它設(shè)備之間采用二線制傳輸，所需電源為24V±10%，輸出回路的zui大負(fù)載電阻為600Ω（包括電纜線的電阻）。一般情況下連接線用600V PVC絕緣電線或電纜；在易受電噪聲干擾的現(xiàn)場需使用二芯屏蔽線（RWP2×0.5mm），屏蔽層應(yīng)可靠地接在放大器盒內(nèi)的接地螺絲上。