一、 特点
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。
二、工作原理
涡街流量传感器是根据卡门涡街原理研制成的一种流体振荡型流量仪表。在流体中插入一个断面为非流线型柱状物体时,在柱体后部两侧会产生两列交错排列的旋涡。旋涡分离的频率与流速成正比,与柱体的宽度成反比,可以用公式f=St×V/d表示。式中f:旋涡分离频率,St:斯特劳哈尔数(无量纲),V:柱体侧面的流速,d:柱体的迎流面宽度。斯特劳哈尔数St与雷诺数Re函数关系中的线性部分即是涡街流量计的线性测量范围。检测出旋涡的分离频率f即可求得管内流体的流速,再由流速求出瞬时体积流量。流过单位体积流体对应的脉冲数称为仪表系数(K系数,次/升)。流量Q与频率f的关系为Q=f/K。式中Q:瞬时流量(升/秒),f:频率(Hz),K:仪表系数(次/升)。
三、型号命名
LUGB-□□□□-□□□□
四、主要技术参数
表一
五、流量范围
(一)液体和工况气体的流量范围见下表:
(二)饱和蒸汽的质量流量范围见下表:
表三 流量单位:kg/h
(三)过热蒸汽的质量流量范围见下表:
表四
ρ为过热蒸汽工况密度。过热蒸汽的上限流速一般不应大于70m/s。
注1:传感器在不同流量下的压力损失可按下式计算:
式中:ΔP:压力损失(Pa)
ρ:被测介质工况密度(kg/m3)
v:管内平均流速(m/s)
注2:被测介质为液体时,为防止气化或气蚀现象,应使工作状态下传感器内的绝对压力满足下式要求:
P>2.6ΔP+1.25Pb
式中:P:被测介质绝对压力(Pa)
Pb:被测介质工作温度下对应的饱和气体绝对压力(Pa)
六、流量计口径和可用流量范围的确定
(一)气体、液体
涡街流量计的上限流量一般不受介质压力、温度等的影响,下限流量则取决于介质的工况密度和粘度。因此,确定流量范围实际上是确定实际可用的下限流量。工作流量处于传感器量程的1/2~2/3处。
步骤一:根据实际使用流量查表二初步确定流量计口径。常用流量宜选择在流量上限的50%~70%。注意气体是指工况流量,如为标况流量请用理想气体状态方程将其换算成工况流量(公式1)。
Q=QN×(PN/P)×(T/TN) ………公式1
式中:Q:工况流量
QN:标况流量
PN:标准大气压(0.101325MPa)
P:工况下介质绝对压力(表压+大气压)
T:工况下介质绝对温度[(273.15+t)K]
t:工况下介质温度(℃)
TN:标况绝对温度(273.15K)
注意:如用户标准状态是指温度为20℃,压力为101325Pa,则TN=293.15K。
步骤二:按公式2计算由介质工况密度决定的下限流量 Qρ。
式中:Qρ:工况密度下介质的可测下限流量
Q0:表中所列的水或空气的下限流量(液体查水,气体查空气)
ρ0:参比介质的密度,水为1000kg/m3,空气为1.205 kg/m3
ρ:被测介质工况密度
介质密度较大时,可测流量下限较低。
步骤三:按公式3计算由介质工况运动粘度决定的下限流量 Qν。
Qν= Q0×ν/ν0……….公式3
式中:Qν:工况运动粘度下介质的可测下限流量
Q0:表中所列的水或空气的下限流量(液体查水,气体查空气)
ν:被测介质工况运动粘度
ν0:参比介质的运动粘度,水为1×10-6m2/s,空气为15×10-6m2/s
运动粘度与动力粘度的换算公式如下:
ν=η/ρ………………..公式4
式中:ν:运动粘度,单位 cSt (mm2/s)
η:动力粘度,单位 cP (mPa·s,g/m·s)
ρ:密度,单位 g/cm3
介质运动粘度较小时,可测下限流量较低。
步骤四:比较Qρ和Qν,确定可用下限流量和线性下限流量。
若Qρ<Qν,可测流量范围是Qρ~Qmax,线性流量范围是Qρ~Qmax;
若Qρ≥Qν,可测流量范围和线性流量范围都是Qρ~Qmax。
Qmax是指表中规定的上限流量。液体的最大流速一般应小于7m/s,气体的最大流速一般应小于70m/s。
高粘度液体的线性下限流量比水要高出很多,如要求下限流量较低,则不适合使用涡街流量计。
(二)蒸汽
测量蒸汽时,如要测量蒸汽的质量流量,必须与测温和测压元件共同组成质量流量测量系统。测量饱和蒸汽,应加装铂电阻或压力变送器(其中之一);测量过热蒸汽,应同时加装铂电阻和压力变送器(两者都要)。
方法一:根据蒸汽参数直接查表选择流量计口径。
方法二:由公式4计算得出某一口径流量计对应各种工况蒸汽的流量范围。
步骤一:由表查出相应口径流量计的空气流量范围。
步骤二:根据蒸汽的压力温度参数,查有关资料得到蒸汽的密度。
步骤三:由公式4计算流量计的下限流量。
式中:Q,ρ:被测蒸汽的流量和密度
Q0,ρ0:参比空气的流量和密度(1.205kg/m3)
步骤四:确定上限流量。蒸汽的上限流速应小于70m/s。
用户也可查表三得知不同口径流量计测饱和蒸汽的流量范围,或者将过热蒸汽的密度代入表四算出不同口径流量计测过热蒸汽的流量范围。
测量蒸汽的质量流量时,传感器必须与测温和测压元件共同组成质量流量测量系统。测量饱和蒸汽,应加装铂电阻或压力变送器(其中之一);测量过热蒸汽,应同时加装铂电阻和压力变送器(两者都要)。
七、仪表结构及外形尺寸
法兰卡装型尺寸表:
表五 mm
法兰连接型尺寸表:
表六 mm
八、安装注意事项
(一)安装的基本要求
1.对直管段要求传感器上游侧和下游侧应留有较长的直管段,直管段长度随管道状况不同而异。不同管道条件下,直管段的安装要求见表七。对配置的要求:
对配管的要求
安装传感器的管道内径须和传感器内径一致,满足0.98DN≤D≤1.05DN(DN为传感器内径,D为配管内径),否则管道必须变径。连接管道与传感器同轴度应不大于0.05DN。
传感器上游应尽量避免安装调节阀或半开阀门,应将调节阀或半开阀门安装在传感器下游5D之后。
检修阀安装在传感器上游。
传感器安装点的上游较近处若装有阀门,不断地开关阀门,对传感受器的使用寿命影响极大,非常容易对传感器造成性损坏。
传感器应避免在架空非常长的管道上安装,因为长时间使用后,由于传感器的下垂作用非常容易造成传感器与法兰间的密封泄漏,若不得已要安装时,必须在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置。
安装管道应无强烈振动,否则应有必要的减震措施。在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防震垫。
在空压机出口处振动较强,不能安装传感器,应安装在储气罐之后。
为方便检修,安装旁通管。旁通管的连接须注意传感器的前后直管段。
对外部环境的要求
传感器尽量安装在室内,必须安装在室外时应注意防水、防晒,放大器盒外的电缆应弯成U型,防止水顺着电缆线流入放大器盒内。
传感器避免安装在温度变化很大的场所和受到设备的热辐射,若必须安装时,须有隔热通风的措施。
传感器避免安装在含有腐蚀性气体的环境中,若必须安装时,须有通风措施。
传感器应远离电噪声,如大功率变频器、大功率变压器、电动机和大功率无线收发设备等。
传感器周围应留有足够空间,应有照明灯和电源插座,并应设置旁通管路,以便安装接线和定期维护。
正确安装的要求
安装流量计前应吹扫管线,以免管道中有焊渣等较大异物影响传感器正常工作,甚至损坏传感器。
涡街流量传感器在管道上可以水平或垂直安装,被测介质应为满管流动,垂直安装时,流向应自下而上。
当需要温度、压力补偿时,压力变送器安装在流量传感器下游3-5D处,测温元件(通常用铂电阻)安装在下游6-8D处。
传感器可以在水平管道上侧装,特别是测量过热蒸汽、饱和蒸汽和低温液体,这样流体的温度对放大器的影响较小。当用于测量高温液体或需经常清洗管道时,可将传感器倒装。
在有保温层的管道上,切勿用保温材料将传感器上连接放大器盒的连杆都包围起来,最多不超过连杆高度的三分之一。传感器壳体可以用保温材料包裹。
测量气体流量时,若被测气体中含有少量的液体,传感器应安装在管线的较高处;测量液体流量时,若被测液体中含有少量的气体,传感器应安装在管线的较低处。
安装步骤
法兰连接型直接将用户管道上的法兰与流量计上的法兰对接。注意介质流向与流量计上箭头方向一致,密封垫片勿突出于管道内。
法兰卡装型安装步骤如下:
1. 将已安装好法兰和螺栓的传感器卡入直管道内(注意传感器上的流向标志应与管道内介质流向一致),用电焊将两端法兰片点焊定位。注意法兰端面应与管道垂直,传感器筒体的中心线应与管道中心线重合。
2. 为避免电焊高温损坏传感器,在正式焊接法兰前拆下螺栓和传感器。
3. 法兰与管道焊接好后,管道内要清理干净不得存有焊渣等物。然后将传感器、石棉垫片和法兰连接,注意密封垫片不应突出于管道内,其内径可比管道内径大1~2mm,以免影响测量精度。装上螺栓、垫圈和螺母并紧固。
仪表接线
输出频率信号的现场仪表接线:
输出频率信号的传感器与其它设备之间采用三线制传输,所需电源为24V±10%,输出回路的最小负载电阻为10kΩ,最大电容为0.22μF,屏蔽线的电阻小于50Ω。一般情况下连接线用三芯屏蔽线(RWP3×0.5mm),屏蔽层应地接在放大器盒内的接地螺丝上。
在高温或低温环境中,要采用适合于现场温度的屏蔽电缆线;当使用现场空气中含有油、溶剂或其它腐蚀性气体或液体时,应采用适合于这种现场的屏蔽电缆线。
连线不能与电力线平行排在一起,至少间隔15cm,单独穿行在金属管中。连线要固定好,不能晃动。
输出二线制(4~20)mA信号的现场仪表接线:
输出二线制(4~20)mA信号的传感器与其它设备之间采用二线制传输,所需电源为24V±10%,输出回路的最大负载电阻为600Ω(包括电缆线的电阻)。一般情况下连接线用600V PVC绝缘电线或电缆;在易受电噪声干扰的现场需使用二芯屏蔽线(RWP2×0.5mm),屏蔽层应地接在放大器盒内的接地螺丝上。
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。
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图(二)表示斯特罗哈尔数(St)与雷诺数
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)
二、主要技术指标
三、流量范围的选择
涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。
涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成为通用的一类流量计。
(1)结构简单牢固; (2)适用流体种类多; (3)精度较高,使用精度为1.0级(4)范围度宽; 1:10--1:40
涡街流量计的详细资料: |
f=SrU1/d=SrU/md (1) 式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速,m/s; Sr--斯特劳哈尔数; m--旋涡发生体两侧弓形面积与管道横截面面积之比 管道内体积流量qv为 qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2) K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3) 式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。 K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为 (4) 图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线 式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h; Pn,P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力,Pa; Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K; Zn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。 由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。 涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量,是节流式流量计的理想替代产品。 为提高涡街流量计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了SDLU改进型涡街流量传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。 在实际应用中,往往最大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,最小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的工作段,为了解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。 为了使用方便,电池供电的本地显示型涡街流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。 ◆测量介质: 气体、液体、蒸气 ◆口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100 ◆法兰连接式口径选择 100,150,200 ◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s 正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3 ◆测量精度 1.0级 1.5级 ◆被测介质温度:常温–25℃~100℃ ◆高温–25℃~150℃ -25℃~250℃ ◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V ◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m ◆脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m ◆仪表使用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃ ◆材质 不锈钢, 铝合金 ◆电源 DC24V或锂电池3.6V ◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6 防护等级 IP65 涡街流量计产品选型
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温度补偿涡街流量计的详细资料: |
一、温度补偿涡街流量计产品概述 温度补偿涡街流量计专为测量饱和蒸汽而设计,可对饱和蒸汽进行自动密度补偿。将流量与温度补偿传感器集于一体。传感头现场可拆卸型表体,可在不影响管道内流体流动的情况下更换传感头。 二、温度补偿涡街流量计主要特点 温度补偿涡街流量计通过一体化温度补偿,可显示饱和蒸汽的瞬时质量流量、累计流量以及温度、压力等。也可手动设定蒸汽温度,温度及涡街传感头都可以在不停止管内流体的情况下可更换。 三、温度补偿涡街流量计技术参数 ● 温度补偿涡街流量计测量介质 饱和蒸汽、水 ● 温度补偿涡街流量计公称口径 DN25 — DN500 ● 温度补偿涡街流量计介质温度 - 40℃—+150℃ ; -40℃—+280℃ ; -40℃—+350℃ ; -40℃—+420℃(需选配传感头不断流拆装型) ● 温度补偿涡街流量计精度等级 1.5级、1.0级(首选) 、0.5级、0.2级(需协议供货) ● 温度补偿涡街流量计涡街可测流量范围 液体:0.4 m/s —10 m/s 气体、蒸汽:4m/s -- 70 m/s ● 温度补偿涡街流量计放大器选择 温度补偿一体化智能数字显示型放大器(工况脉冲或RS485信号输出) ● 温度补偿涡街流量计防爆等级 本安防爆型ExiaⅡCT4 隔爆型ExdⅡCT6 ● 温度补偿涡街流量计防护等级 IP54、IP65 ● 温度补偿涡街流量计表体材质 1Cr18Ni9Ti(其它材质协议供货) 四、温度补偿涡街流量计型号及功能选择 LUGB—????—????—????—???? LUGB……………满管式涡街流量传感器 A-LUGB型满管式涡街表体连接形式 1 法兰连接式(温压补偿式涡街必选型) 2 法兰卡装式(首选型) B-可测介质 1 气体、液体、蒸汽通用(只限数字滤波智能示型涡街) 2 测量液体 3 测量气体 4 测量饱和蒸汽、过热蒸汽 C-涡街口径 D-输出信号 0 电压脉冲(低电平≤1V, 高电平≥6V,脉宽≥10uS) 1 两线制4-20mA输出( 温压补偿型为三线制) 2 无信号输出现场显示 E-可测最高介质温度 0 -40℃…+150℃ 1 -40℃…+280℃(LUCB型插入式涡街250℃) 2 -40℃…+350℃(LUCB型插入式涡街不可选) 3 -40℃…+420℃(只限传感头不断流拆卸型) F-防爆等级 0 无防爆认证,防护等级为IP54、IP65 1 本安防爆型,防爆等级为ExiaⅡCT4 2 隔爆防爆型,防爆等级为ExdⅡCT6 G-涡街放大器显示形式 0 无现场显示型 1 现场显示型(液晶显示,可显示瞬时流量、累积流量,补偿型还能显示温度、压力、标况流量等) H-仪表精度等级 0 1.0级(LUGB型首选,LUCB型需协议供货) 1 0.5级(只限LUGB型涡街) 2 0.2级(只限LUGB型涡街,需协议供货) 3 2.5级(LUCB型插入型涡街首选型) 4 1.5级(LUCB型插入式涡街需协议供货) 5 低流速型涡街(表体内直接缩径,精度≥1.5级) I-放大器安装形式 0 表体与放大器不分离型 1 表体与放大器分离型(分离距离≤10米。温度及温压补偿型表体不可选) 2 潜水型涡街 J-涡街放大器工作电源 0 12VDC供电 1 24VDC供电 2 3.6V(或3V)锂电池供电(只限带液晶显示无信号输出型涡街) 3 3.6V(或3V)锂电池、24VDC电源同时供电(只限带液晶显示有信号输出型涡街) 注:3V锂电池只适用于温压补偿一体化型涡街 K-涡街检测功能及放大器显示形式 0 无补偿式 (无温度、压力补偿功能) 1 现场显示气体温度、压力补偿一体化智能式(LUGB型法兰连接式气体表体专用。可显示标况瞬时流量、标况累积流量、温度、压力或频率、时间等。可同时选择补偿前或补偿后三线制4-20mA输出和电压脉冲输出,脉冲低电平≤1V,高电平≥6V,脉冲占空比50%) 2 现场显示过热蒸汽温度、压力补偿一体化智能式(LUGB型法兰连接式过热蒸汽、饱和蒸汽表体专用。可进行密度补偿计算。可显示瞬时质量流量、累积质量流量、温度、压力或工况体积量、频率等。可同时选择补偿前或补偿后三线制4-20mA输出和电压脉冲输出,脉冲低电平≤1V, 高电平≥6V, 脉冲占空比50%) 3 现场显示温度补偿智能式(LUGB型饱和蒸汽表体专用,可进行密度补偿计算。可显示瞬时质量流量、累积质量流量或温度、压力等。可选择补偿前三线制电压脉冲输出,脉冲低电平≤1V, 高电平≥6V, 脉冲占空比50%) ST-LUGB型满管式涡街传感头安装形式 0 传感头断流拆装式 1 传感头不断流拆装式(≥350℃涡街必选型) M-通讯方式 0 无通讯 1 R485通讯(只限智能式放大器) 2 R232通讯(只限智能式放大器) N-HART协议 0 无HART协议 1 带HART协议(需协议供货) Q-滤波方式 0 普通方式 1 智能数字滤波方式(需协议供货) |
标准型 | 多变量型 | 缩径型 | |
型号 | DY涡街流量计 | 选项代码: /MV | 选项代码: /R1, /R2 |
测量流体 | 液体、气体、蒸汽(避免多相流和粘性流体) | ||
公称通径 | 15mm ∼ 300mm (400mm: 特殊订货) | 25mm ∼ 200mm | 25mm ∼ 200mm |
精度 | 液体: 读数的±1.0%(20000≤Re≤1000) 液体: 读数的±0.75%(D×1000≤Re) | 液体: 读数的±1.0% (20000≤Re≤1000) | |
气体、蒸汽: 读数的±1.0%(流速小于35m/s) 气体、蒸汽: 读数的±1.5%(流速35m/s~80m/s) | |||
输出信号 | 双重输出(可同时获得模拟和晶体管接点输出信号) | ||
流体温度范围 | -29℃∼260℃(一般型) -196℃∼100℃(低温型: 选购) -29℃∼450℃(高温型: 选购) | ||
工况压力范围 | -0.1MPa (-1kg/cm²)~法兰额定值 | ||
环境温度 | -29~85℃(一体型/无显示器) -29~80℃(一体型/带显示器) -29~85℃(分离型传感器) -40~85℃(分离型转换器/无显示器) -30~80℃(分离型转换器/带显示器) | ||
环境湿度 | 5~100%RH(不结露) | ||
安装 | 一体型和分离型传感器: 法兰安装或通过与管道相邻的法兰进行夹持安装 分离型转换器: 2-inch管安装 JIS10/20/40、ANSI150/300/600/900, JPI150/300/600, DIN PN10/16/25/40 | ||
电气连接 | JIS G1/2内螺纹,ANSI 1/2NPT内螺纹,ISO M20×1.5内螺纹 | ||
电气规格 | JIS隔爆型,FM防爆型/本安型 ATEX (CENELEC隔爆型/本安型/IEC type n) CSA防爆型/本安型: 双密封 SAA隔爆型/本安型 | ||
材质 | 壳体: SCS14A铸造不锈钢(equivalent to SUS316,CF8M) 涡街发生体: 双相不锈钢(可选: 防腐型) 密封垫圈: SUS316不锈钢表面涂覆特氟龙涂层 转换器外壳: 铝合金 | ||
应用标准 | *符合EMC标准: EN61326-1 Class A,Table 2 (工业应用场合),EN61326-2-3 EN55011 Class A Group 1 *压力仪表指示: 注明机身标识号0038 H模件 |
智能涡街流量计的工作原理是卡曼涡街现象,当流体以一定的速度流过旋涡发生体时,在发生体两侧交替产生两列有规则的旋涡,旋涡在发生体下游呈非对称排列旋涡带,通过传感探头测出旋涡分离频率信号,经其前置放大器放大和微处理器运算处理,实现流体工况的瞬时流量、累积流量的显示和数据远传控制。广泛适用于封闭管道中的液体、气体、蒸汽的体积流量和质量流量的计量。主要特点 ● 可测介质范围广,可适用液体、气体和蒸气;● 可测量程范围宽,一般范围度可达10:1以上;● 可测介质温度350℃;●结构简单牢固,安装方便,维护费较低;● 无可动部件,性高;●输出为脉冲频率,其频率与被测流体的实际体积流量成正比,它不受流体组分、密度、压力、温度的影响
一、智能型涡街流量计 产品概述
LUGB型涡街流量计是根据卡门(Karman)涡街原理测量气体、蒸汽或液体的体积流量、标况的体积流量或质量流量的体积流量计。并可作为流量变送器应用于自动化控制系统中。 该仪表采用先进的差动技术,配合隔离、屏蔽、滤波等措施,克服了同类产品抗震性差、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。产品有普通型、智能型,以适应不同的安装环境。广泛用于大、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、饱和及过热蒸汽、天然气及各种介质流量的计量。
二、测量原理
涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、检测探头及相应的电子线路等组成。当流体流经旋涡发生体时,它的两侧就形成了交替变化的两排旋涡,这种旋涡被称为卡门涡街。斯特罗哈尔在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比,并给出了频率与流速的关系式:
这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号(或标准信号)。
三、技术参数
★ 公称口径:满管式涡街DN10-DN300(mm);插入式涡街DN200~DN2000(mm)
★ 连接方式:法兰卡装式、法兰式、插入式
★ 测量介质:液体、气体、饱和蒸汽、过热蒸汽
★ 标准状态条件:P=0.101325MPa;T=20℃
★ 允许使用环境温度:-20℃······+55℃
★ 大气压力:86KPa~106KPa
★ 相对湿度:5%~95%
★ 介质温度:满管式涡街为-40℃······+420℃
插入式涡街为-40℃······+250℃
★ 公称压力:1.6MPa、2.5MPa、4.0 MPa及以上
★ 量 程 比:1:10;1:15
★ 精度等级:1.0级、1.5级
★ 表体材质:1Cr18Ni9Ti(其它材质协议供货)
★ 工作电压:12VDC、24VDC、3.6VDC锂电(电池寿命大于2年,只限现场显示型)
★ 输出信号:4-20mA、脉冲
★ 通讯方式:RS232、RS485或HART协议
★ 防爆等级:ExiaIICT6
★ 防护等级:IP54、IP65
四、 流量范围
公称通径DN(mm) | 液体(t=20℃ ρo=1000kg/m3) | 气体(t=20℃ 101325Pa空气) | ||
标准范围 | 可测流量范围 | 标准范围 | 可测流量范围 | |
15 | 0.8~6 | 0.5~8 | 6~40 | 5~50 |
20 | 1-8 | 0.6-12 | 5-50 | 5-60 |
25 | 1.5-12 | 0.8-16 | 8-80 | 8-120 |
40 | 2.5-30 | 1.5-40 | 20-200 | 18-300 |
50 | 3-50 | 2-60 | 30-300 | 30-500 |
65 | 5-80 | 3-90 | 50-500 | 50-900 |
80 | 8-120 | 5-150 | 80-1000 | 60-1200 |
100 | 12-200 | 6-240 | 100-1000 | 100-2000 |
125 | 20-300 | 13-390 | 150-1600 | 150-3000 |
150 | 30-400 | 15-600 | 250-2500 | 200-4000 |
200 | 40-800 | 30-1200 | 400-4000 | 350-8000 |
250 | 80-120 | 40-1600 | 600-6000 | 500-12000 |
300 | 100-1800 | 50-2000 | 1000-10000 | 600-18000 |
五、仪表外形尺寸
涡街流量计是利用流体卡门旋涡原理开发的一种流量计,该流量计无可动部件,性能、精度高、寿命长,可在很宽的流量范围内精确测量液体的瞬时流量和累计流量。且流量计在测量过程中不受介质温度、压力及组份的影响;同时不易堵塞、不易结垢、耐高温、高压,安全防爆。适用于测量过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气及一般气体、液体的体积流量。 产品特点★ 结构简单、无活动部件、稳定性高、安装方便★ 量程范围宽、量程比达10:1★ 压力损失小、使用寿命长、运行费用低★ 介质通用性好,液体、气体、蒸汽均可测量,应用范围广★ 在一定雷诺数范围内,流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响,仅与漩涡发生体的形状尺寸有关
主要技术参数公称通径 | 法兰夹装式DN25~DN300 | 结构形式 | 法兰夹装式(≤DN300) |
插入式 DN250~DN1500 | 插入式 (≥DN250) | ||
公称压力 | 2.5Mpa 4.0MPa | 介质温度 | -40℃~350℃ |
工作电源 | 电源供电 24 VDC | 精度等级 | 法兰夹装式 1.0级、1.5级 |
电池供电 3.6V | 插入式 2.5级 | ||
输出信号 | 脉冲/ 4~20mA/现场显示 | 重复性 | ≤0.5% |
环境温度 | -40~55℃ | 相对湿度 | 5%~90% |
防护等级 | IP65 | 防爆等级 | ExdIIBT6(隔爆型) |
详细参数及资料请访问本公司网站。
网址:www.bjfubang.com
LU系列蒸汽涡街流量计主要用于工业管道中蒸汽介质流体的流量测量,蒸汽涡街流量计特点是压力损失小,量程范围大,精度高,在测量工况体积流量时几乎不受流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。无可动机械零件,因此性高,维护量小。仪表参数能稳定。蒸汽涡街流量计采用压电应力式传感器,性高,可在-20℃~+250℃的工作温度范围内工作。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。
管道内体积流量qv为qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr (2)K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 (3)式中 K--流量计的仪表系数,脉冲数/m3(P/m3)。K除与旋涡发生体、管道的几何尺寸有关外,还与斯特劳哈尔数有关。斯特劳哈尔数为无量纲参数,它与旋涡发生体形状及雷诺数有关,图2所示为圆柱状旋涡发生体的斯特劳哈尔数与管道雷诺数的关系图。由图可见,在ReD=2×104~7×106范围内,Sr可视为常数,这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时,VSF的流量计算式为(4) 图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线式中 qVn,qV--分别为标准状态下(0oC或20oC,101.325kPa)和工况下的体积流量,m3/h; Pn,P--分别为标准状态下和工况下的绝对压力,Pa;Tn,T--分别为标准状态下和工况下的热力学温度,K;Zn,Z--分别为标准状态下和工况下气体压缩系数。 由上式可见,VSF输出的脉冲频率信号不受流体物性和组分变化的影响,即仪表系数在一定雷诺数范围内仅与旋涡发生体及管道的形状尺寸等有关。但是作为流量计在物料平衡及能源计量中需检测质量流量,这时流量计的输出信号应同时监测体积流量和流体密度,流体物性和组分对流量计量还是有直接影响的。 蒸汽涡街流量计便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力,无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量,配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量,是节流式流量计的理想替代产品。为提高蒸汽涡街流量计的耐高温及抗振动性能,我公司新近开发出了DXLUG改进型涡街流量传感器,因其独特的结构和选材使该传感器可在高温(350℃)、强振动(≤1g)的恶劣工况下使用。在实际应用中,往往最大流量远低于仪表的上限值,随着负荷的变化,最小流量又往往会低于仪表的下限值,仪表并非工作在它的工作段,为了解决这一问题,通常采用在测量处缩径提高测量处的流速,并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量,但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流,使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器,具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用,其结构尺寸小,仅为工艺管内径的1/3,与涡街流量计作成一体,不仅不需要另外附加一段直管段,还可以降低对工艺管直管段的要求,安装非常方便。 为了使用方便,电池供电的就地显示型蒸汽涡街流量计采用微功耗高新技术,采用锂电池供电可不间断运行一年以上,节省了电缆和显示仪表的采购安装费用,可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型涡街流量计还带有温度传感器,可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力,从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器,用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力,从而显示气体的标况体积流量。◆测量介质: 气体、液体、蒸气◆口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100◆法兰连接式口径选择 100,150,200◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104~4×106;气体5~50m/s; 液体0.5~7m/s正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2; 蒸气流量范围见表3◆测量精度 1.0级 1.5级◆被测介质温度:常温–25℃~100℃◆高温–25℃~150℃ -25℃~250℃◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8~10V 低电平0.7~1.3V◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m◆脉冲电流远传信号 4~20 mA,传输距离为1000m◆仪表使用环境 温度:-25℃~+55℃ 湿度:5~90% RH50℃◆材质 不锈钢, 铝合金◆电源 DC24V或锂电池3.6V◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6防护等级 IP65
代号 | 通径 | 流量范围㎡/h | ||||||
LU-25 | DN25 | 1~10(液体) | 25~60(气体) | 蒸汽流量请查看说明书,DN300以上推荐使用插入式涡街流量计 | ||||
LU-32 | DN32 | 1.5~18(液体) | 15~150(气体) | |||||
LU-40 | DN40 | 2.2~27(液体) | 22.6~150(气体) | |||||
LU-50 | DN50 | 4~55(液体) | 35~350(气体) | |||||
LU-80 | DN80 | 9~135(液体) | 90~900(气体) | |||||
LU-100 | DN100 | 14~200(液体) | 140~1400(气体) | |||||
LU-150 | DN150 | 32~480(液体) | 300~3000(气体) | |||||
LU-200 | DN200 | 56~800(液体) | 550~5500(气体) | |||||
| 代号 | 功能1 | ||||||
N | 无温压补偿 | |||||||
Y | 有温压补偿 | |||||||
| 代号 | 输出型号 | ||||||
F1 | 4-20mA输出(二线制) | |||||||
F2 | 4-20mA输出(三线制) | |||||||
F3 | RS485通讯接口 | |||||||
| 代号 | 被测介质 | ||||||
J1 | 液体 | |||||||
J2 | 气体 | |||||||
J3 | 蒸汽 | |||||||
| 代号 | 连接方式 | ||||||
L1 | 法兰卡装式 | |||||||
L2 | 法兰连接式 | |||||||
| 代号 | 功能2 | ||||||
E1 | 1.0级 | |||||||
E2 | 1.5级 | |||||||
T1 | 常温 | |||||||
T2 | 高温 | |||||||
T3 | 蒸汽 | |||||||
P1 | 1.6MPa | |||||||
P2 | 2.5MPa | |||||||
P3 | 4.0MPa | |||||||
D1 | 内部3.6V供电 | |||||||
D2 | DC24V供电 | |||||||
B1 | 不锈钢 | |||||||
B2 | 碳钢 |