有模拟标准信号,也有数字脉冲信号输出,容易与计算机等数字系统配套使用,是一种比较、理想的流量仪表。 特点 | |||
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输出信号不受流体的温度压力、密度成份等影响,并与流体流速成正比。感测元件不接触介质,性高无可动部件,结构简单、牢固测量范围宽,精度高压损小,节能显著
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工作原理 | |||
在流体中垂直地插入一根柱状阻力体时,在其两侧就会交替地产生旋涡,随着流体向下游方向运动,形成旋涡列,称为卡曼涡街,见图1。产生涡街的阻力体称旋涡发生体。实验证明,旋涡的频率与流速成正比,可用下式表示: 实验证明:当两列旋涡之间的距离h和同列两个旋涡之间的距离L满足公式 L/h=0.281 时非对称旋涡列就能保持稳定状态。当流体雷诺数Re在5000-150000之间范围内时,Sr基本不变,所以d和Sr为定值时旋涡发生体的频率f与流体的平均流速成正比,即与体积流量Q成正比而与压力、温度、密度等参数无关。 当旋涡在柱体两侧产生时,传感器受到与流向垂直的交变升力的作用感生信号,升力的变化频率是旋涡频率,传感器将信号送转换器放大整形后得到与流速成线性比例的脉冲信号直接输出或将其转换成4~20mA标准信号输出,流量Q与频率f的关系如下式: 式中: | |||
Q-瞬时体积流量(升/秒) f-频率 (Hz) k-仪表常数 (次/升) | ![]() |
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三、旋涡发生体的基本结构旋涡发生体形状有圆柱、三角往、T型柱、四角柱等,以下主要介绍圆柱与三角柱这两种型式。1、圆柱型旋涡发生体虽然这种型式使用较早,但在高流速下它的斯特罗哈数St并不稳定,因此人们就将其改进成开狭缝或导压孔形式,由于有导压孔存在,当旋涡发出的同时产生的交替升力使流体通过导压孔流动,产生一边吸入,一边吹出的效果,当流体附面层在圆柱表面开始分离时,在吸入一侧,分离被抑制;在吹出一例,分离则被促进发生,这样就可使流体分离点的位置固定下来,也就可以使斯特罗哈数St相对稳定。2、三角柱型旋涡发生体目前采用较多的旋涡发生体是三角柱形的,其形状一般由实验确定。它不仅可以得到比圆柱更强烈的旋涡,而且它的边界层分离点是固定的,即其斯特罗哈数St相对恒定,大约为St=0.16。这样,涡频与流速的关系为f=0.16 u/d,其中d为三角柱的底边宽度。
F……流体流过涡街三角柱产生的旋涡频率(单位:Hz)St… 斯特罗哈尔常数(单位:无量纲)V……管道内流体流速(单位:m/s)d……涡街表体内三角柱宽度(单位:m)D……涡街表体内径(单位:m)Q……瞬时体积流量(单位:m3/h)K……涡街的仪表系数(单位:脉冲个数/立方米)M……瞬时质量流量(单位:Kg/h)ρ… 流体密度(单位:Kg/ m3)
类似名称有:涡轮流量计,气体涡轮流量计,流量计,电磁流量计,涡街流量计,管道流量,气体流量,流量计量
一、产品概述:
精川JC-LUGB型涡街流量计是根据流体卡门(karman)原理而研制成的用来测量气体、蒸汽或者液体流量的一种新型流量计,并可作为流量变送器运用于自动化控制系统中。该系列流量计采用先进的差动技术,配合隔离、屏蔽、滤波等措施,大大提高了产品的抗震性,克服了小信号数据紊乱等问题,并采用了独特的传感器封装技术和防护措施,保证了产品的可靠性。精川JC-LUGB型涡街流量计被广泛运用于大、中、小型各种管道给排水,工业循环,污水处理,油类及化学试剂以及压缩空气,饱及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量。
精川JC-LUGB型涡街流量计分为普通型和温压补偿型两种。普通型是指测量单一流量信号,温压补偿型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种形式都有分体式和一体式两种可供选择,以适应和方便不同的安装环境。
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二、工作原理:
精川JC-LUGB型涡街流量计是由直接接触流体的漩涡发生器,检测探头及相应的电子线路等组成的。当流体流经壳体内垂直放置的漩涡发生器时,在其后方两侧交替地产生两列漩涡(参见下图),这种漩涡被称为卡门漩涡。斯特罗哈尔在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门漩涡的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系方程式:
式中:f——漩涡分离频率(HZ); U
u——管道内流体平均流速(m/s);f = ·Sr
d——漩涡发生体迎流宽度; (1-1.25d/D)
D——传感器壳体内径;
Sr——斯特劳哈尔数,无量纲数。对于一定柱形的漩涡发生体,在一定流量范围内,是雷诺数的函数,在正常流量范围内可以认为是常数。
由上式可知,在漩涡发生器迎流宽度d和斯特劳哈尔数Sr为已知条件下,可以通过测量漩涡的分离频率而确定管道内流体平均流速U和体积流量Qv
Qv=3600·Uπ(D/2)2
流体传感器是单位体积流量Qv产生的脉冲个数n称为传感器的仪表系数K:
n
K= (N/ m3)
Q
由漩涡产生的交变力作用在检测探头上,使其内部埋设的压电元件产生电荷频率信号,经前置检测电器放大转换处理后,输出与体积流量成正比的脉冲信号,或者换成标准信号输出。配接流量显示仪及温度、压力传感器后,可进行各种参数的运算、显示和累计等。
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三、产品特点:
精川JC-LUGB型涡街流量计具有如下特点:
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四、技术参数:
精川JC-LUGB型涡街流量计的一些基本参数如下:
执行标准 | 涡街流量传感器(JB/T9249-1999) |
仪表口径(mm) | 15、20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300 |
公称压力 | 1.6Mpa、2.5Mpa、4.0Mpa(其他可定制) |
精度等级 | 液体:±1.0% 气体或蒸汽:±1.5%、±1.0% |
量程比 | 1:10、1:15、1:20 |
传感器材质 | 304不锈钢、316(L)不锈钢等 |
环境条件 | 介质温度:-40℃~+250℃、-40℃~+350℃ 环境温度:-20℃~+60℃ 相对湿度5%~90% 大气压力86~106Kpa |
工作电源 | A:外部电源,+24VDC±15%,纹波≤±5%,适用于4-20mA输出,脉冲输出,RS485等; B:内部电源,1组3.0V10AH锂电池,电池电压在2.0-3.0V时均可正常工作。 |
信号输出功能 | 脉冲信号,4-20mA电流信号 |
通讯输出功能 | RS485,hart协议通讯等 |
信号线接口 | 普通型:霍斯曼接头或自带三芯电缆; 防爆型:内螺纹M20×1.5 |
防爆等级 | ExiaIICT5或ExdIIBT6 |
防护等级 | IP65或更高(可定制) |
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五、型号说明及选型:
JC-LUGB-□-□-□-□-□-□-□ ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦①:链接方式:分为法兰连接(1)和法兰夹持(2);
②:测量介质:分为气体(1)、液体(2)和蒸汽(3);
③:公称通径(单位mm):DN15-DN300④:结构形式:分为一体式(Z)和分体式(F);
⑤:表头类型:分为以下几种:
N型:+12V或24V供电,输出三线制脉冲信号;
A型:+24V供电,输出二线制4-20mA
B型:内部锂电池供电,现场显示,无信号输出;
C型:+24V供电,现场显示,输出二线制4-20mA;
D型:+24V供电,现场显示,RS485通讯;
E型:+24V供电,现场显示,Hart通讯;
F型:温压补偿一体化,适用于饱和蒸汽;
G型:温压补偿一体化,适用于过热蒸汽和一般气体;
⑥:防爆等级:分不防爆(N)和本安型(E1)、隔爆型(E2);
⑦:耐压等级:分常规(N)和高压型(H);
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②标准电流: 0 ~ 10 mA 、 4 ~ 20 mA DC ;
N | 无温压补偿 | T1 | 常温 |
Y | 有温压补偿 | T2 | 高温 |
F1 | 4-20mA输出(二线制) | T3 | 蒸汽 |
F2 | 4-20mA输出(三线制) | P1 | 1.6MPa |
F3 | RS485通讯接口 | P2 | 2.5MPa |
J1 | 液体 | P3 | 4.0MPa |
J2 | 气体 | D1 | 内部3.6V供电 |
J3 | 蒸汽 | D2 | DC24V供电 |
L1 | 法兰卡装式 | B1 | 不锈钢 |
L2 | 法兰连接式 | B2 | 碳钢 |
E1 | 1.0级 | | |
E2 | 1.5级 | |
智能涡街流量计概述产品的种类和适用范围
涡街流量仪表广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体(氧气、氮气氢气、天然气、煤气等) 、水和液体(如:水、汽油、酒精、苯类等)的计量和控制.
在流体中设置非流线型旋涡发生体(阻流体),则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡,这种旋涡称为卡曼涡街,如图(一)所示。 图(一)旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f,被测介质来流的平均速度为V,旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,根据卡曼涡街原理,有如下关系式: f=StV/d 公式(1)式中:f-发生体一侧产生的卡门旋涡频率 St-斯特罗哈尔数(无量纲数) V-流体的平均流速 d-旋涡发生体的宽度由此可见,通过测量卡门涡街分离频率便可算出瞬时流量。其中,斯特罗哈尔数(St)是无因次未知数,图(二)表示斯特罗哈尔数(St)与雷诺数(Re)的关系。
在曲线表中St=0.17的平直部分,漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速,由流速V求出体积流量。所测得的脉冲数与体积量之比,称为仪表常数(K),见式(2) K=N/Q(1/m³) 公式(2)式中:K=仪表常数(1/m³)。N=脉冲个数Q=体积流量(m³)涡街流量计主要技术指标 表(一)
公称通径(mm) | 15,20,25,32,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300,(300~1000插入式) |
公称压力(MPa) | DN25-DN200 4.0(>4.0协议供货),DN250-DN300 1.6(>1.6协议供货) |
介质温度(℃) | 压电式:-40~260,-40~320;电容式: -40~300, -40~400,-40~450(协议订货) |
本体材料 | 1Cr18Ni9Ti,(其它材料协议供货) |
允许振动加速度 | 压电式:0.2g 电容式:1.0~2.0g |
精确度 | ±1%R,±1.5%R,±1FS;插入式:±2.0%R,±2.0%FS |
范围度 | 1:6~1:30 |
供电电压 | 传感器:+12V DC,+24V DC;变送器:+12V DC ,+24V DC;电池供电型:3.6V电池 |
输出信号 | 方波脉冲(不包括电池供电型):高电平≥5V,低电平≤1V;电流:4~20mA |
压力损失系数 | 符合JB/T9249标准 Cd≤2.4 |
防爆标志 | 本安型:ExdⅡia CT2-T5隔爆型:ExdⅡCT2-T5 |
防护等级 | 普通型IP65 潜水型 IP68 |
环境条件 | 温度-20℃~55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106kPa |
适用介质 | 气体、液体、蒸汽 |
传输距离 | 三线制脉冲输出型:≤300m,两线制标准电流输出型 (4~20mA):负载电阻≤750Ω |
常用气体介质的标准状态密度(0℃,绝压P=0.1MPa)
气体名称 | 密度(kg/m3) | 气体名称 | 密度(kg/m3) |
空气(干) | 1.2928 | 乙炔 | 1.1717 |
氮气 | 1.2506 | 乙烯 | 1.2604 |
氧气 | 1.4289 | 丙烯 | 1.9140 |
氩气 | 1.7840 | 甲烷 | 0.7167 |
氖气 | 0.9000 | 乙烷 | 1.3567 |
氨气 | 0.7710 | 丙烷 | 2.0050 |
氢气 | 0.08988 | 丁烷 | 2.7030 |
一氧化碳 | 1.97704 | 天然气 | 0.8280 |
二氧化碳 | 1.3401 | 煤制气 | 0.8020 |
仪表口径 (mm) | 液体 | 气体 | ||
测量范围 (m3/h) | 输出频率范围 (Hz) | 测量范围 (m3/h) | 输出频率范围 (Hz) | |
15 | 0.3-6 | 10 | 2.8-12 | 60 |
20 | 0.6-12 | 10 | 5-42 | 60 |
25 | 1.2~16 | 25~336 | 8.8~55 | 190~1140 |
40 | 2~40 | 10~200 | 27~205 | 140~1040 |
50 | 3~60 | 8~160 | 35~380 | 94~1020 |
80 | 6.5~130 | 4.1~82 | 86~1100 | 55~690 |
100 | 15~220 | 4.7~69 | 133~1700 | 42~536 |
150 | 30~450 | 2.8~43 | 347~4000 | 33~380 |
200 | 45~800 | 2~31 | 560~8000 | 22~315 |
250 | 65~1250 | 1.5~25 | 890~11000 | 18~221 |
300 | 95~2000 | 1.2~24 | 1360~18000 | 16~213 |
(300) | 100~1500 | 5.5~87 | 1560~15600 | 85~880 |
(400) | 180~3000 | 5.6~87 | 2750~27000 | 85~880 |
(500) | 300~4500 | 5.6~88 | 4300~43000 | 85~880 |
(600) | 450~6500 | 5.7~89 | 6100~61000 | 85~880 |
(800) | 750~10000 | 5.7~88 | 11000~110000 | 85~880 |
(1000) | 1200~17000 | 5.8~88 | 17000~170000 | 85~880 |
>(1000) | 协议 | 协议 |
DN为仪表工称口径 单位:mm
传感器上游 管道型式 | 前后直管段长度 | 传感器上游 管道型式 | 前后直管段长度 |
同心收缩 全开阀门 | ![]() | 一个90度 弯头 | |
同一平面两 个90度弯头 | | 不同平面两 个90度弯头 | |
同心扩管 | | 调节阀半开 阀门(不推荐) | |
图(三)注:调节阀尽可能不安装在涡街流量仪表的上游,而应安装在涡街流量仪表的下游10D处。2. 上、下游配管内径应相同。如有差异,则配管内径Dp与涡街仪表表体内径Db,应满足以下关系0.98Db≤Dp≤1.05Db 上、下游配管应与流量仪表表体内径同心,它们之间的不同轴度应小于0.05Db3. 仪表与法兰之间的密封垫,在安装时不能凸入管内,其内径应比表体内径大1-2mm4. 测压孔和测温孔的安装设计。被测管道需要安装温度和压力变送器时,测压孔应设置在下游3-5D处,测温孔应设置在下游6-8D处,见图(七)。D为仪表工称口径,单位:mm5. 仪表在在管道上可以水平、垂直或倾斜安装。6. 测量气体时,在垂直管道安装仪表,气体流向不限。但若管道内含少量液体,为了防止液体进入仪表测量管,气流应自下而上流动,如图(四)a所示7. 测量液体时,为了保证管内充满液体,所以在垂直或倾斜管道安装仪表时,应该保证液体流动方向从下而上。若管道内含少量气体,为了防止气体进入仪表测量管,仪表应安装在管线的较低处如图(四)b所示 图(四)8. 测量高温、低温介质时,应注意保温措施。转换器内部(表头壳体内)高温一般不应超过70℃;低温易使转换器内部出现凝露,降低印制电路板的绝缘阻抗,影响仪表正常工作。
插入式涡街流量仪表安装步骤:1. 在管道上用气焊开一个略小于φ100mm的圆孔,并把圆孔周围毛刺清除干净,以保证测头旋转流利2. 在管道圆孔处焊上厂家提供的法兰,要求法兰轴线与管道轴线垂直。3. 将球阀及传感器安装在焊接好的发兰上。4. 调节丝杠,使插入深度符合要求(保证测头中心轴线和管道中心轴线重合),流体流向必须与方向标上的指示箭头保持一致。5. 均匀拧紧压盖上的螺丝。(注:压盖的松紧程度决定仪表的密封程度和丝杠能否旋动)6. 检查各环节是否完成好,慢慢打开阀门观察是否有泄漏(需特别注意人身安全)若有泄露请重复步骤5、6。涡街流量计加双补偿安装图
订货须知及选型样谱一.尊敬的用户,当您要选用本公司产品时,请仔细阅读选型样本,并做好以下工作: 1.认真核对被测介质的工况条件:温度、压力、管径等工艺参数。 2.认真核对被测介质的使用流量范围,特别是最小流量值以最终确定使用仪表的口径及配管参数。
LUGB系列涡街流量计主要用于石油、化工、冶金、电力、供热等行业和市政建设、环保工程封闭管道中各种液体、气体和蒸汽的流量计量和检测控制。可输出脉冲频率信号或(4~20)mA标准电流信号,配以相应的工业自动化仪表,可显示瞬时和累积流量,实现流量计量和自动控制等多种功能。具有量程宽、精度高、压力损失小等特点,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等物理参数的影响。仪表常数稳定,性高,几乎无须维修。