· 可測量蒸汽,氣體,液體的體積流量和質(zhì)量流量
· 無機械運動部件,測量精度高,結(jié)構(gòu)緊湊維護方便
· 壓力損失小,量程范圍寬
· 采用消擾電路和抗振傳感頭儀表具有
抗環(huán)境振動性能
· 可測介質(zhì)溫度達+350℃(+450℃)
一、概 述
LUGB型渦街流量計是根據(jù)卡門(Karman)渦街原理測量氣體、蒸汽或液體的體積流量、標(biāo)況的體積流量或質(zhì)量流量的體積流量計。并可作為流量變送器應(yīng)用于自動化控制系統(tǒng)中。
該儀表采用*的差動技術(shù),配合隔離、屏蔽、濾波等措施,克服了同類產(chǎn)品抗震性差、小信號數(shù)據(jù)紊亂等問題,并采用了*的傳感器封裝技術(shù)和防護措施,保證了產(chǎn)品的可靠性。產(chǎn)品有基本型和復(fù)合型兩種形式,基本型測量單量信號;復(fù)合型可同時實現(xiàn)溫度、壓力、流量的測量。每種形式都有整體、分體結(jié)構(gòu),以適應(yīng)不同的安裝環(huán)境。
二、工作原理
渦街流量計是由設(shè)計在流場中的旋渦發(fā)生體、檢測探頭及相應(yīng)的電子線路等組成。當(dāng)流體流經(jīng)旋渦發(fā)生體時,它的兩側(cè)就形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與流體的流速成正比,并給出了頻率與流速的關(guān)系式:
f = St × V/d 式中:
f 渦街發(fā)生頻率 (Hz)
V 旋渦發(fā)生體兩側(cè)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交替變化的負壓力,該壓力作用在檢測探頭上,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,輸出與旋渦同步成正比的脈沖頻率信號(或標(biāo)準(zhǔn)信號)。
三、儀表特點與用途
特點:
·無可動部件,長期穩(wěn)定,結(jié)構(gòu)簡單便于安裝和維護;
·采用消擾電路和抗振動傳感頭,具有一定抗環(huán)境振動性能;
·采用超低功耗單片微機技術(shù),1節(jié)3.2V10AH鋰電池可使用5年以上;
·由軟件對儀表系數(shù)非線性進行修正,提高測量精度;
·壓力損失小,量程范圍寬;
·采用EEPROM對累積流量進行掉電保護,保護時間大于10年;
儀表分類
1.按儀表結(jié)構(gòu)形式渦街流量計可分為2大類,即:
■滿管式渦街流量計
廣泛用于中、小型各種管道給排水、工業(yè)循環(huán)、污水處理,油類及化學(xué)試劑以及壓縮空氣、飽和及過熱蒸汽、天然氣及各種介質(zhì)流量的計量。
■插入式渦街流量計
廣泛的適用于各種行業(yè)大口徑氣體、液體、蒸汽流量計量,也可測量含有微小顆粒、雜質(zhì)的混濁液體,并可作為流量變送器用于自動控制系統(tǒng)中
主要技術(shù)指標(biāo)
表1
公稱通經(jīng)(mm) | 15—300 (滿管式);250~1500(插入式) |
儀表材質(zhì) | 1Cr18Ni 9Ti |
公稱壓力(Mpa) | PN1.6Mpa;PN2.5Mpa |
被測介質(zhì)溫度(℃) | -40~+250℃ ;-40~+350℃ |
環(huán)境條件 | 溫度-10~+55℃,相對濕度5%~90%,大氣壓力86~106Kpa |
精度等級 | 測量液體:示值的±0.5 |
量程比 | 1:10;1:15 |
阻力損失系數(shù) | Cd<2.6 |
輸出信號 | 傳感器:脈沖頻率信號0.1 ~ 3000Hz 低電平≤1V 高電平≥6V |
供電電源 | 傳感器:+12VDC 、+24VDC(可選) |
信號傳輸線 | STVPV3×0.3(三線制),2×0.3(二線制) |
傳輸距離 | ≤500m |
信號線接口 | 內(nèi)螺紋M20×1.5 |
防爆等級 | ExdIIBT6 |
防護等級 | IP65 |
允許振動加速度 | 1.0g |
儀表選型
A.一般液體和氣體適用流量范圍見表2
表2
滿管式渦街流量計流量范圍
口徑 (mm) | 液體 | 氣體 | ||
流量 (m3/h) | 頻率 (Hz) | 流量(m3/h) | 頻率 (Hz) | |
20 | 1~10 | 40~396 | 5.5~50 | 218~1982 |
25 | 1.6~16 | 32~325 | 8.5~70 | 172~1420 |
40 | 2.5~25 | 13~130 | 22~220 | 115~1147 |
50 | 3.5~35 | 9~93 | 36~320 | 96~854 |
65 | 6.5~68 | 8~82 | 50~480 | 61~583 |
80 | 10~100 | 6~65 | 70~640 | 45~417 |
100 | 15~150 | 5~50 | 130~1100 | 43~367 |
125 | 27~275 | 5~47 | 200~1700 | 33~290 |
150 | 40~400 | 4~40 | 280~2240 | 27~221 |
200 | 80~800 | 3~33 | 580~4960 | 24~207 |
250 | 120~1200 | 3~26 | 970~8000 | 20~171 |
300 | 180~1800 | 2~22 | 1380~11000 | 17~136 |
插入式渦街流量計流量范圍
公稱通徑 (mm) | 測量范圍(m3/h) | 公稱通徑 | 測量范圍(m3/h) | ||
液體 | 氣體 | 液體 | 氣體 | ||
250 | 80-1150 | 1060-10600 | 900 | 970-12000 | 13000-130000 |
300 | 130-1400 | 1540-15400 | 1000 | 1130-16900 | 17000-170000 |
400 | 180-2700 | 2700-27000 | 1100 | 1450-18000 | 19000-190000 |
500 | 280-4200 | 4240-42400 | 1200 | 1630-24400 | 24400-244000 |
600 | 410-6100 | 6100-61000 | 1300 | 2020-25300 | 27000-270000 |
700 | 580-7300 | 7800-78000 | 1400 | 2350-29500 | 31000-310000 |
800 | 720-10800 | 10850-108500 | 1500 | 2550-38000 | 38200-382000 |
* * 表中頻率為理論值。液體使用流量范圍的測試條件是常溫水(t=20℃,ρ=1000Kg/m3)。氣體使用測量范圍的測試條件是常溫常壓的空氣(t=20℃,P=101.325Kpa,ρ=1.205 Kg/m3)
B.已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的體積流量換算成工況下的體積流量
一般氣體的計量單位常用標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積計量單位,即標(biāo)準(zhǔn)立方米/小時(Nm3/h),簡稱“標(biāo)方”。按以下公式先將標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量換算成工況狀態(tài)體積流量,即 立方米/小時 (m3/h)然后再與表2適用流量范圍進行比較。
式中:Q工:被測介質(zhì)工況狀態(tài)下的體積流量。(m3/h)
Q標(biāo):被測介質(zhì)標(biāo)況狀態(tài)下的體積流量。(Nm3/h,20℃,0.1013MPa壓力下)
T標(biāo):被測介質(zhì)工況狀態(tài)下的介質(zhì)溫度。(293.15K)
P工:被測介質(zhì)工況狀態(tài)下的介質(zhì)壓力,表壓。(MPa)
C.對于飽和蒸汽,可按表3所給質(zhì)量流量的范圍對照選取。
D.對于過熱蒸汽,則應(yīng)先對照過熱蒸汽表(表4)查出其相應(yīng)溫度及壓力(取壓力:表壓+1)下的密度值,然后根據(jù)給定的質(zhì)量流量通過下式計算出對應(yīng)的體積流量,再與表2相應(yīng)口徑氣體流量對照選型。
飽和蒸汽的流量范圍
表3
壓力 MPa | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | 0.9 | 1.0 | 1.1 | 1.2 | 1.3 | 1.4 | 1.5 | 1.6 | 1.7 | 流量 | |
溫度°C | 120 | 133 | 144 | 152 | 159 | 165 | 170 | 175 | 180 | 184 | 189 | 192 | 195 | 198 | 201 | 204 | ||
密度Kg/m3 | 1.13 | 1.66 | 2.18 | 2.67 | 3.17 | 3.67 | 4.16 | 4.66 | 5.15 | 5.64 | 6.13 | 6.62 | 7.11 | 7.6 | 8.09 | 8.58 | ||
DN20 | Qmin | 6.22 | 9.13 | 12 | 14.7 | 17.4 | 20.2 | 23 | 25.6 | 28.3 | 31 | 33.7 | 36.4 | 39 | 41.8 | 44.5 | 47.2 | Kg/h |
Qmax | 56.5 | 83 | 43.6 | 133.5 | 158.5 | 183.5 | 208 | 233 | 257.5 | 282 | 306.5 | 331 | 355.5 | 380 | 404.5 | 429 | ||
DN25 | Qmin | 9.6 | 14 | 18.53 | 22.7 | 27 | 31.2 | 35.3 | 39.6 | 43.7 | 48 | 52 | 56.2 | 60.4 | 64.6 | 68.7 | 72.9 | |
Qmax | 79.1 | 116.2 | 152.6 | 186.9 | 222 | 256.9 | 291.2 | 326.2 | 360.5 | 394.8 | 429.1 | 463.4 | 498 | 532 | 566.3 | 600.6 | ||
DN40 | Qmin | 24.9 | 36.5 | 48 | 58.7 | 69.7 | 80.7 | 91.5 | 102.5 | 113 | 124 | 135 | 145.6 | 156.4 | 167.2 | 180 | 188.8 | |
Qmax | 249 | 365 | 480 | 587 | 697 | 807 | 915 | 1025 | 1130 | 1240 | 1350 | 1456 | 1564 | 1672 | 1800 | 1888 | ||
DN50 | Qmin | 40.7 | 59.8 | 78.5 | 96 | 114 | 132 | 150 | 168 | 185 | 203 | 221 | 238 | 256 | 274 | 291 | 309 | |
Qmax | 362 | 531 | 698 | 854 | 1014 | 1174 | 1331 | 1491 | 1648 | 1805 | 1962 | 2118 | 2275 | 2432 | 2589 | 2746 | ||
DN65 | Qmin | 56.5 | 83 | 109 | 133.5 | 158.5 | 183.5 | 208 | 233 | 257.5 | 282 | 306.5 | 331 | 355.5 | 380 | 404.5 | 429 | |
Qmax | 542 | 797 | 1046 | 1282 | 1522 | 1762 | 1997 | 2237 | 2472 | 2707 | 2942 | 3178 | 3413 | 3648 | 3883 | 4118 | ||
DN80 | Qmin | 79 | 116 | 153 | 187 | 222 | 257 | 291 | 326 | 361 | 395 | 429 | 463 | 498 | 532 | 566 | 600 | |
Qmax | 723 | 1062 | 1395 | 1709 | 2029 | 2349 | 2662 | 2982 | 3296 | 3610 | 3923 | 4237 | 4550 | 4864 | 5178 | 5491 | ||
DN100 | Qmin | 147 | 216 | 283 | 347 | 412 | 477 | 541 | 606 | 670 | 733 | 797 | 861 | 924 | 988 | 1052 | 1115 | |
Qmax | 1243 | 1826 | 2398 | 2937 | 3487 | 4037 | 4576 | 5126 | 5665 | 6204 | 6743 | 7282 | 7821 | 8360 | 8899 | 9348 | ||
DN125 | Qmin | 226 | 332 | 436 | 534 | 634 | 734 | 832 | 932 | 1030 | 1128 | 1226 | 1324 | 1422 | 1520 | 1618 | 1716 | |
Qmax | 1921 | 2822 | 3706 | 4539 | 5389 | 6239 | 7022 | 7922 | 8755 | 9588 | 10421 | 11254 | 12087 | 12920 | 13753 | 14586 | ||
DN150 | Qmin | 316 | 465 | 610 | 748 | 888 | 1028 | 1165 | 1305 | 1442 | 1579 | 1716 | 1854 | 1991 | 2128 | 2265 | 2402 | |
Qmax | 2531 | 3718 | 4883 | 5981 | 7101 | 8221 | 9318 | 10438 | 11536 | 12634 | 13731 | 14829 | 15926 | 17024 | 18122 | 19209 | ||
DN200 | Qmin | 655 | 963 | 1264 | 1549 | 1839 | 2129 | 2413 | 2703 | 2987 | 3271 | 3555 | 3840 | 4124 | 4408 | 4692 | 4976 | |
Qmax | 5605 | 8234 | 10813 | 13243 | 15723 | 18203 | 20634 | 23114 | 25544 | 27974 | 30405 | 32835 | 35266 | 37696 | 40126 | 42557 | ||
DN250 | Qmin | 1096 | 1610 | 2115 | 2590 | 3075 | 3560 | 4035 | 4520 | 4996 | 5471 | 5946 | 6421 | 6683 | 7322 | 7847 | 8323 | |
Qmax | 9040 | 13280 | 17440 | 21360 | 25360 | 29360 | 33280 | 37280 | 41200 | 45120 | 49040 | 52960 | 56880 | 60800 | 64720 | 68640 | ||
DN300 | Qmin | 1560 | 2290 | 3008 | 3684 | 4375 | 5056 | 5741 | 6431 | 7107 | 7783 | 8459 | 9136 | 9812 | 10488 | 11164 | 11840 | |
Qmax | 12430 | 18260 | 23980 | 29370 | 34870 | 40370 | 45760 | 51260 | 56650 | 62040 | 67430 | 72820 | 78210 | 83600 | 88990 | 93480 |
過熱蒸汽密度表
表4
140 | 180 | 220 | 260 | 300 | 340 | 380 | 420 | 460 | |
0.15 | 0.78 | 0.71 | 0.65 | 0.6 | 0.56 | 0.52 | 0.49 | 0.46 | 0.44 |
0.2 | 1.05 | 0.95 | 0.87 | 0.8 | 0.75 | 0.7 | 0.65 | 0.62 | 0.58 |
0.25 | 1.32 | 1.19 | 1.09 | 1 | 0.93 | 0.87 | 0.82 | 0.77 | 0.73 |
0.3 | 1.59 | 1.43 | 1.31 | 1.21 | 1.12 | 1.05 | 0.98 | 0.93 | 0.87 |
0.36 | 1.92 | 1.73 | 1.58 | 1.45 | 1.35 | 1.26 | 1.18 | 1.11 | 1.05 |
0.4 |
| 1.93 | 1.75 | 1.62 | 1.5 | 1.4 | 1.31 | 1.23 | 1.16 |
0.5 |
| 2.42 | 2.2 | 1.99 | 1.88 | 1.72 | 1.64 | 1.54 | 1.46 |
0.6 |
| 2.93 | 2.66 | 2.44 | 2.26 | 2.1 | 1.97 | 1.85 | 1.75 |
0.7 |
| 3.44 | 3.11 | 2.86 | 2.64 | 2.46 | 2.3 | 2.16 | 2.04 |
0.8 |
| 3.96 | 3.58 | 3.27 | 3.02 | 2.82 | 2.64 | 2.48 | 2.34 |
0.9 |
| 4.5 | 4.04 | 3.69 | 3.41 | 3.17 | 2.98 | 2.79 | 2.63 |
1 |
| 5.04 | 4.52 | 4.12 | 3.8 | 3.53 | 3.5 | 3.1 | 2.93 |
1.4 |
|
| 6.46 | 5.85 | 5.37 | 4.98 | 4.65 | 4.37 | 4.05 |
1.8 |
|
| 8.51 | 7.64 | 7 | 6.46 | 6.02 | 5.64 | 5.31 |
2 |
|
| 9.58 | 8.56 | 7.81 | 7.21 | 6.71 | 6.28 | 5.91 |
2.4 |
|
|
| 10.45 | 9.48 | 8.72 | 8.1 | 7.57 | 7.12 |
2.8 |
|
|
| 12.41 | 11.19 | 10.26 | 9.51 | 8.88 | 8.34 |
3.2 |
|
|
| 14.46 | 12.94 | 11.83 | 10.94 | 10.2 | 9.57 |
3.6 |
|
|
| 16.61 | 14.76 | 13.43 | 12.39 | 11.54 | 10.91 |
G.選型譜表
表5
型號 | 說明 | ||||||
LUGB— | □ | □ | □ | □ | □ | □ | 滿管式渦街流量計 |
LUCB— | □ | □ | □ | □ | □ | □ | 插入式渦街流量計 |
連接方式 | 1 |
|
|
|
|
| 法蘭連接(適用于滿管式渦街流量計) |
2 | 法蘭夾裝(適用于滿管式渦街流量計) | ||||||
3 | 簡易插入式 (適用于插入式渦街流量計) | ||||||
4 | 球閥插入式 (適用于插入式渦街流量計) | ||||||
測量介質(zhì) | 1 | 壓縮空氣 | |||||
2 | 一般氣體 | ||||||
3 | 液體 | ||||||
4 | 蒸汽 | ||||||
公稱通徑 | 01 | 15mm | |||||
02 | 20mm | ||||||
03 | 25mm | ||||||
04 | 40mm | ||||||
05 | 50mm | ||||||
06 | 65mm | ||||||
08 | 80mm | ||||||
10 | 100mm | ||||||
12 | 125mm | ||||||
15 | 150mm | ||||||
20 | 200mm | ||||||
25 | 250mm | ||||||
30 | 300mm | ||||||
— | 插入式直接標(biāo)示公稱通徑 | ||||||
補償形式 | N | 無補償 | |||||
T | 溫度補償(適合蒸汽測量) | ||||||
P | 壓力補償(適合壓縮空氣測量) | ||||||
F | 溫度、壓力補償 | ||||||
轉(zhuǎn)換器類型 | N | 傳感器型:+12V或24V供電,輸出三線制脈沖信號 | |||||
A | 變送器型:+24V供電,輸出二線制4~20mA | ||||||
B | 智能型:鋰電池供電,現(xiàn)場顯示無信號輸出 | ||||||
C | 智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并輸出二線制4~20mA | ||||||
C1 | 智能型:+24V供電,現(xiàn)場顯示并帶有RS486通訊協(xié)議 | ||||||
防爆等級 | N | 標(biāo)準(zhǔn)型,不防爆 | |||||
E | 隔爆型,ExdIIBT6 |
例:選用一臺法蘭卡裝式標(biāo)準(zhǔn)型渦街流量計測量蒸汽,管道為DN50、現(xiàn)場需要顯示流量并遠傳電流信號,其產(chǎn)品型號應(yīng)為:LUGB-2405NNN
安裝及安裝尺寸
■滿管式渦街流量的安裝及尺寸
圖1 結(jié)構(gòu)形式
圖2 安裝尺寸
表6
口徑(D) | 管道規(guī)格 | H | L | L0 | D1 | D2 |
15 | Φ19×1.5 | 290 | 116 | 80 | 68 | 135 |
20 | Φ26×3 | 290 | 116 | 80 | 68 | 135 |
25 | Φ32×3.5 | 290 | 116 | 80 | 68 | 135 |
32 | Φ39×3.5 | 290 | 116 | 80 | 68 | 135 |
40 | Φ49×4.5 | 295 | 120 | 80 | 80 | 140 |
50 | Φ59×4.5 | 300 | 124 | 80 | 88 | 145 |
65 | Φ74×4.5 | 308 | 128 | 80 | 105 | 165 |
80 | Φ89×4.5 | 315 | 128 | 80 | 120 | 180 |
100 | Φ109×4.5 | 328 | 132 | 80 | 148 | 210 |
125 | Φ133×4.5 | 340 | 137 | 85 | 174 | 235 |
150 | Φ159×4.5 | 351 | 146 | 90 | 196 | 270 |
200 | Φ219×9 | 378 | 169 | 105 | 250 | 325 |
250 | Φ273×11 | 402 | 184 | 120 | 300 | 375 |
300 | Φ325×12 | 428 | 199 | 135 | 350 | 425 |
3、流量計與管道的安裝形式(見圖4-圖8 )
圖4 夾裝法蘭式安裝
圖5 T型測量管式安裝
圖6 I型測量管式安裝
圖7 縮徑管式安裝
圖8 擴徑管式安裝
■滿管式渦街流量的安裝及尺寸
1.結(jié)構(gòu)形式
圖1 簡易式 | 圖2 球閥式 |
2.簡易式流量計安裝方法
■在滿足流量計直管段要求的安裝點上開一個Φ100的圓缺。
■用Φ109×4.5mm基座的下管段與管道上開好口的圓缺焊接,基座焊接后目測不得有明顯的歪斜。
■將測速探頭插入管道中,調(diào)整好插入深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)整好流向標(biāo)使其與流體的流向相同。
■把法蘭或球閥與焊接好的基座對接,用螺栓緊固好。
3.球閥式流量計(有截止閥型)安裝和拆卸方法
技術(shù)要求
■未注尺寸和材料均由用戶根據(jù)耐壓強度和防腐要求自行確定。
■“安裝基座”在管道上的位置應(yīng)端正,直觀應(yīng)無明顯的偏斜。
■非鋼制管道可用夾箍固定“安裝基座”,但夾箍上必須有圖中所示的空隙尺寸85mm,以便在安裝球閥時由此空隙穿入螺栓M16×65。
■法蘭連接尺寸的標(biāo)準(zhǔn): GB4216.4-84。
圖3
- 安裝基座示意圖
安裝步驟
①在次安裝時,如果被測管道允許斷流,可按照安裝基座示意圖(圖3),在被測管道上滿足直管段長度要求的位置開一個Φ100孔,完成“安裝基座”與管道的連接。然后按照安裝示意圖(圖2)完成全部安裝工作。也可以安裝球閥后暫時關(guān)閉球閥,以不影響管道輸送流體,待以后再安裝傳感器。
②在次安裝時,如果被測管道不允許斷流,可以在管道尚未開孔的情況下,先完成“安裝基座” (圖3)在管道上的固定和密封,再安裝球閥,然后用不停水鉆孔機鉆孔。鉆孔后,拆下不停水鉆孔機,安裝傳感器;或拆下不停水鉆孔機,暫時關(guān)閉球閥,待以后安裝傳感器。 不停水鉆孔機在球閥上的安裝和拆卸方法與傳感器的安裝和拆卸方法基本相同,在此不另作說明。
注意:
安裝球閥前,必須檢查球閥,應(yīng)能*打開和*關(guān)閉。必須使球閥由全開到全關(guān),再由全關(guān)到全開。當(dāng)球閥的限位片由全關(guān)的位置轉(zhuǎn)到全開的位置時,閥芯必須處在全開狀態(tài),否則應(yīng)修整限位片。
安裝球閥時,較長的一端與管道上的“安裝基座”連接。