LU型智能渦街流量計(jì)

一、   產(chǎn)品概述

1、  概述

渦街流量?jī)x表示根據(jù)卡門渦街理論，利用了流體的自然振動(dòng)原理，以壓電晶體或差動(dòng)電容作為檢測(cè)部件而制成的一種速度式流量?jī)x表。

該儀表具有無(wú)可動(dòng)部件、測(cè)量范圍度大、介質(zhì)適應(yīng)性廣、測(cè)量精度高、檢定周期長(zhǎng)、傳輸信號(hào)距離遠(yuǎn)、壓力損失小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、使用壽命長(zhǎng)、安裝維護(hù)方便等許多顯著優(yōu)點(diǎn)�？蓮V泛應(yīng)用于石油化工、冶金機(jī)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、蒸汽等單項(xiàng)流體的工藝計(jì)量和節(jié)能管理。

2、  產(chǎn)品特點(diǎn)

★    采用抗機(jī)械震動(dòng)，抗沖擊和抗贓污的結(jié)構(gòu)新設(shè)計(jì)。

★    采用最先進(jìn)的集成電路，信號(hào)處理精度高，高抗干擾性，可靠性高。

★    可選用加寬量程型號(hào)，獲得優(yōu)越的小流量性能和擴(kuò)寬的流量范圍。

★    可選用電容式流量計(jì)，抗震性能好，最高測(cè)量溫度達(dá)到400℃。

可選用潛水型流量計(jì)，允許長(zhǎng)期浸泡在水中工作。

二、   測(cè)量原理

　　渦街流量計(jì)石油設(shè)計(jì)在劉場(chǎng)中的旋渦發(fā)生體、檢測(cè)灘頭及相關(guān)的電子線路等組成。當(dāng)液體流經(jīng)三角柱形旋渦發(fā)生體時(shí)，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旋渦。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流體的流速式中：

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替變化的負(fù)壓力，該壓力作用在檢測(cè)繩深上，便產(chǎn)生一系列交變電信號(hào)，經(jīng)過(guò)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(hào)（或標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)）

三、   結(jié)構(gòu)與技術(shù)參數(shù)

１、流量計(jì)的結(jié)構(gòu)形式

流量計(jì)是由表體和檢測(cè)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(diǎn)；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(jiǎn)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

１、流量計(jì)的外形尺寸

　　　　圖３

表１

２、流量計(jì)的技術(shù)參數(shù)

★    測(cè)量介質(zhì)：液體、氣體、蒸汽

★    測(cè)量范圍：（見(jiàn)表2）

★    公稱通徑：（見(jiàn)表2）非標(biāo)產(chǎn)品可根據(jù)用戶要求特殊定做

★    溫度范圍：壓力式  -40℃~350℃　電容式  -60℃~400℃

★    壓力規(guī)格：PN1.6Mpa；PN2.5Mpa；PN4.0Mpa，更高的壓力規(guī)格可特殊定做

★    范圍損失系數(shù)：Cd≥2.6

★    系統(tǒng)測(cè)量精度；液體、氣體        示值±1%

蒸汽              示值±15%

插入式流量計(jì)      示值±2.5%

★    供電壓力；傳感器＋12VDC、＋24VDC

　　　　　　　變送器＋24VDC

　　　　　　　現(xiàn)場(chǎng)顯示型　儀表自帶3.6鋰電池

★    輸出信號(hào)：傳感器 脈沖頻率信號(hào)0.1～3000Hz 低電平≤1V高電平≥ 6V

             變送器 兩線制4~20mADC電流信號(hào)

★    允許振動(dòng)加速度：壓電式≤0.2g    電容式≤1.0g

★    環(huán)境溫度：-40℃~55℃（非防爆場(chǎng)所）    -20℃~55℃ （防爆場(chǎng)所）

★    環(huán)境濕度：相對(duì)濕度5~85%

★    大氣壓力：86~106Kpa

★    信號(hào)遠(yuǎn)傳距離：≤500m

★    信號(hào)線接口：內(nèi)螺紋M20×1.5

★    防爆等級(jí)：iaIICT2-T5

★    防護(hù)等級(jí)：普通型IP65   潛水型IP68

★    儀表材質(zhì)：轉(zhuǎn)換器外殼采用鋁合金，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(jì)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(cè)量介質(zhì)蒸汽，溫度220度，壓力0.8Mpa，儀表型號(hào)為L(zhǎng)UGB24-12-D。

五、   流量計(jì)的選型

儀表的選型是儀表應(yīng)用中非常重要的工作，選型的正確與否直接影響儀表的計(jì)量精度。因此，必須正確對(duì)儀表進(jìn)行選型，具體的選型方法可參考以下幾條：

根據(jù)被測(cè)介質(zhì)的管道通徑大小選型，若被測(cè)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(jì)即可；若被測(cè)介質(zhì)的流量范圍不再表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(duì)應(yīng)的公稱通徑流量計(jì)，如果同時(shí)有多個(gè)選擇，則應(yīng)選擇最大滿足下限流量要求的流量計(jì)。

★    渦街流量計(jì)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(biāo)狀況下的體積流量，則應(yīng)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(duì)照。

       有質(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(biāo)準(zhǔn)狀況（P=0.101325Mpa，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：

　　　　　　　　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（℃）

★    當(dāng)被測(cè)介質(zhì)為液體時(shí)，為了防止氣蝕，應(yīng)使通過(guò)流量計(jì)的介質(zhì)壓力符合下世要求：P≥2.6△Ｐ+1.25P s(pa)

       式中：△Ｐ-介質(zhì)通過(guò)傳感器的壓力損失（pa），以下式計(jì)算

             △Ｐ=1.2Pv²(pa)

       式中：P工況下的介質(zhì)密度（Kg/m³）

             V被測(cè)介質(zhì)的品均流速（m/s）

             T被測(cè)介質(zhì)工況壓力

六、   流量計(jì)的安裝

１、安裝環(huán)境及條件

★    流量計(jì)在室內(nèi)、室外均可安裝，特殊場(chǎng)所訂貨時(shí)請(qǐng)指出。

★    流量計(jì)應(yīng)用安裝在與其公稱通徑相應(yīng)的管道上，當(dāng)測(cè)量液體時(shí)，必須保證管道內(nèi)充滿液體，因此介質(zhì)流量必須是自下而上的。

★    流量計(jì)應(yīng)該盡可能的安裝在沒(méi)有機(jī)械振動(dòng)管道的管道上，如果不得已安裝時(shí)，可加裝軟管道過(guò)渡，或者在流量上下游2D處加裝管道固定支撐點(diǎn)并加防震墊。

★    流量計(jì)的安裝位置應(yīng)遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁場(chǎng)源，如大功率變送、電動(dòng)機(jī)等。

★    流量計(jì)應(yīng)避免安裝在溫度較高、受設(shè)備熱輻射或含有腐蝕性氣體的場(chǎng)所，若必須安裝時(shí)需隔熱通風(fēng)措施。

２、直管段的要求：

　　　　為了保證流量的準(zhǔn)確測(cè)量，管道內(nèi)的流體必須是充分發(fā)展對(duì)稱的穩(wěn)流。

最佳的直管段要求如下：

★上游：10Ｄ    （10倍管徑）

★下游：5D      （5倍管徑）

    如果流量計(jì)的上游有彎頭、縮徑、閥門等情形，則需要更長(zhǎng)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

１、            滿管式流量計(jì)的安裝步驟

★    安開(kāi)口盡寸的要求在管道上進(jìn)行開(kāi)口，具使開(kāi)口的位置滿足直管段的要求。

★    將連接上法蘭德整套流量計(jì)放入開(kāi)好口的管道中。

★    對(duì)兩片法蘭兩邊實(shí)行電焊定位。

將流量計(jì)拆下，將法蘭按要求焊接好，并清理管道內(nèi)所有凸出不分。

★    在法蘭德內(nèi)槽內(nèi)裝上與管道通徑相同的密封墊圈，將流量計(jì)裝入法蘭中間，并使流量計(jì)的流向標(biāo)與流體方向相同，然后用螺栓連接好！

3、  插入式流量計(jì)的安裝步驟

★    在滿足流量計(jì)直管段要求的安裝點(diǎn)上開(kāi)個(gè)φ100的圓缺。

★    在φ109×4.5mm基座的下管段與管道上開(kāi)好的圓缺焊接，基座焊接后目測(cè)不得有明顯的歪斜。

★    將測(cè)速探頭插入管道中，調(diào)整好插入濃度，使測(cè)頭中心與管道的中軸相吻合，測(cè)土中心線與管道中軸線的夾角不應(yīng)大于5度，然后調(diào)整好方向使其與流體的流向相同。

★    把法蘭或球閥與焊接好的基座對(duì)接，用螺栓固定好。

5、流量計(jì)的組裝如圖5所示：

6、安裝中應(yīng)注意的事項(xiàng)

★流量計(jì)的安裝必須按要求進(jìn)行，避免因安裝不當(dāng)對(duì)儀表造成損傷，以及影響計(jì)量精度。

★流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝砸架空較長(zhǎng)的管道上，由于管道的下垂容易造成流量計(jì)與法蘭間的密封泄露，若必須安裝時(shí)，須在計(jì)量的上下游2D處分別設(shè)置管道支撐點(diǎn)。

如果被測(cè)量介質(zhì)需要進(jìn)行溫度壓力補(bǔ)償時(shí)（如蒸氣、壓縮空氣），則測(cè)壓點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)下游約束~5D處，測(cè)量點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)流量下游4~8D處（如圖6所示）

                                             圖6溫度壓力測(cè)量點(diǎn)示意圖

★    在測(cè)量蒸氣的管道中，為了防止轉(zhuǎn)換溫度（如圖7所示）

為了方便觀察和接線，流量計(jì)的表頭在原有的位置上進(jìn)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(jì)的表頭安裝方向朝下時(shí)，須用防水膠帶把鎖螺母纏繞密封好。

★    母纏繞密封好。

                                  圖7 儀表保溫

七、   安全注意事項(xiàng)：

１、正確的使用

★    渦街流量計(jì)可以測(cè)量氣體、液體、蒸氣，但在不同的介質(zhì)之間不通用；

★    儀表制造者只對(duì)用戶在正常操作條件下的儀表故障負(fù)責(zé)。

２、對(duì)安裝、調(diào)試和操作儀表人員的要求

★    安裝著必須確保儀表示根據(jù)其電氣連接圖進(jìn)行了正確的連接，并保證測(cè)量系統(tǒng)的良好；

★    儀表的安裝、電氣連接、啟動(dòng)和維護(hù)必須由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)或授權(quán)的人員進(jìn)行。操作人員在使用儀表前，必須仔細(xì)魚肚本操作手冊(cè)。

３、注意事項(xiàng)

本系列渦街流量計(jì)能夠滿足工業(yè)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的各種安全要求，每臺(tái)儀表在出廠前都進(jìn)行了安全測(cè)試，儀表的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)完全符合中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JB/T9249—1999渦街流量傳感器》之規(guī)定。使用本儀表時(shí)請(qǐng)仔細(xì)閱讀本操作手冊(cè)的相關(guān)內(nèi)容。

八、   流量計(jì)的電氣連接

１、接線端子示意圖及功能

２、儀表的接線步驟

★    擰開(kāi)表殼后蓋

2.3變送器的參數(shù)設(shè)定

★　　按下右鍵，在同時(shí)按下中間鍵則進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示屏出現(xiàn)流量系數(shù)U的閃爍字，由此可通過(guò)左鍵的移位，中鍵對(duì)閃爍字的改變，右鍵的確認(rèn)和翻頁(yè)來(lái)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(shè)定。

  　　例如設(shè)定流量系數(shù)為123.45，首先進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示器顯示U-XXXXXX，且第一位在閃動(dòng)。按動(dòng)中鍵時(shí)第一位顯示1，接著按一下左鍵再按中鍵使第二位顯示2，依次類推，直至最后一位設(shè)定完成。確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無(wú)誤后，按一下右鍵進(jìn)行確認(rèn)，同時(shí)顯示進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)定，當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定完成后，按右鍵，同時(shí)按一下中鍵就可退出設(shè)定狀態(tài)，進(jìn)入顯示狀態(tài)

★    設(shè)定時(shí)出現(xiàn)的Hr-XXXXXX為，內(nèi)部參數(shù)，無(wú)需調(diào)整。

★    顯示累積流量時(shí)連續(xù)按累計(jì)鍵五次，即可清零，在任意按其它鍵即重新累計(jì)；

★    顯示累積流量時(shí)連續(xù)按累計(jì)鍵五次，即可清零，在任意按其它鍵即重新累計(jì)；

說(shuō)明：瞬時(shí)流量和累計(jì)流量的單位與設(shè)定的流量上、下限單位相同，流量下限以下的流量信號(hào)被切除。

 2.4變送器不好開(kāi)關(guān)的使用方法

 變送器的信號(hào)處理器采用了三組撥碼開(kāi)關(guān)sw1、sw2、sw3，使用一電路適用于不同的口徑、不同介質(zhì)的變送器。對(duì)于不同徑口和介質(zhì)，根據(jù)下表（表6）把撥號(hào)開(kāi)關(guān)SW1、SW2、SW3 對(duì)應(yīng)的數(shù)字撥到ON即可，靠近信號(hào)線端子的撥碼開(kāi)關(guān)為SW1，中間的為SW2，剩下的為SW3。

2.5變送器的調(diào)試

★變送器在出廠前已經(jīng)調(diào)試好了，一般不需要調(diào)整。

★變送器在管道無(wú)流量的情況下輸出電流大于4mA,或者在流量不大時(shí)輸出為4mA，這時(shí)需要調(diào)整信號(hào)放大器上的兩個(gè)電位器W1，W2，順時(shí)針?lè)较蛘{(diào)整靈敏度提高，逆時(shí)針?lè)较蛘{(diào)整降低，前者需要降低靈敏度，后者提提高靈敏度即可。

★在正常工作時(shí)，如果流量穩(wěn)定，而輸出電流不穩(wěn)定，同樣調(diào)理兩個(gè)電位器，使輸出電流相對(duì)穩(wěn)定即可。

３、現(xiàn)場(chǎng)顯示渦街流量計(jì)的操作與調(diào)試

3.1概述

   現(xiàn)場(chǎng)顯示渦街流量計(jì)是最新研制開(kāi)發(fā)的新一代智能現(xiàn)場(chǎng)流量?jī)x表，儀表具有傳感器和顯示儀的雙重功能，是合而為一的產(chǎn)品，可直接顯示被測(cè)介質(zhì)的瞬時(shí)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(shí)流量、頻率等參數(shù)（見(jiàn)圖10）。

在顯示面板上從左到右有三個(gè)按鍵：左鍵在工作狀態(tài)下顯示累積流量，在參數(shù)設(shè)定狀態(tài)下改變被個(gè)性數(shù)字（閃爍字）的位置；中鍵在工作狀態(tài)下顯示瞬時(shí)流量，在參數(shù)設(shè)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)一次顯示瞬時(shí)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(shè)定狀態(tài)下確認(rèn)和翻頁(yè)的作用。

3.3參數(shù)顯示格式及說(shuō)明

3.4參數(shù)設(shè)定

★先按下右鍵，再同時(shí)按下中鍵則進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示屏出現(xiàn)流量系數(shù)（U）的閃爍字，由此可通過(guò)左鍵的移位，中鍵對(duì)閃爍字的改變，右鍵的確認(rèn)和翻頁(yè)來(lái)一次完成流量系數(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(shè)定。

  例如設(shè)定密度為123.45，首先進(jìn)入設(shè)定狀態(tài)，這時(shí)顯示器顯示dEn-XXXXXX，且第一位在閃動(dòng)，按動(dòng)中鍵是第一位顯示1，接著按一下左鍵（移至第二位，次進(jìn)第二位閃動(dòng)），按中鍵是第二位顯示2，依次類推，直至最后一位設(shè)定完成，確認(rèn)設(shè)定數(shù)字無(wú)誤后，按下右鍵進(jìn)入確認(rèn)，同時(shí)顯示進(jìn)入下一參數(shù)設(shè)定，當(dāng)所有參數(shù)設(shè)定完成后，按右鍵，同時(shí)按下中鍵可退出設(shè)定狀態(tài)，進(jìn)入顯示狀態(tài)！

★    累計(jì)量清零：設(shè)定Un（內(nèi)部參數(shù)）004321即可

★    自動(dòng)循環(huán)顯示：設(shè)定Un（內(nèi)部參數(shù)）001234即可

說(shuō)明：瞬時(shí)流量和累積流量的單位與設(shè)定的流量上、下限單位相同，流量下限以下的流量信號(hào)被切除。

3.5撥碼開(kāi)關(guān)的使用方法

   現(xiàn)場(chǎng)顯示渦街流量計(jì)也采用了撥碼開(kāi)關(guān)是同一電路適用于不同口徑、不同介質(zhì)的流量計(jì)，關(guān)于撥碼開(kāi)關(guān)的使用方法參見(jiàn)本單2、4及表6中內(nèi)容。

3.6；流量計(jì)采用了計(jì)算公式

★被測(cè)介質(zhì)工況體積流量Q按下式計(jì)算：

      Q=3600×f

       其中   F為流量計(jì)的輸出脈沖頻率

              K為流量計(jì)的儀表系數(shù)

★被測(cè)介質(zhì)為蒸汽或者液體介質(zhì)時(shí)，將工況體積流量換逢成質(zhì)量流量按下式計(jì)算：

         M=Q×ρ/（T/h）

         其中ρ（Kg/M³）為被測(cè)介質(zhì)密度

★被測(cè)介質(zhì)為壓縮空氣等氣體介質(zhì)時(shí)，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(jì)算：

                  Q=

          其中P（Mpa）為被測(cè)介質(zhì)在工況的表壓力

3.7流量計(jì)的調(diào)試

   流量計(jì)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)整參照本章傳感器的調(diào)試的相關(guān)內(nèi)容。

十、故障排除與日常維護(hù)

1、故障排除

   儀表在生產(chǎn)過(guò)程中，每一臺(tái)都經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，最后一步是實(shí)流標(biāo)定。如果儀表在使用過(guò)程中不能正常工作，請(qǐng)按照以下步驟進(jìn)行檢察。

1、1檢測(cè)點(diǎn)所連接

★檢測(cè)儀表的電源接線端子是否連接正確，是否有電壓？

★檢測(cè)線路連接是否正確？

★檢察回路負(fù)載和電源極性。

1、2檢測(cè)安裝狀況

★在管道上安裝儀表時(shí)是是否遵循了相應(yīng)的安裝要求？

★流來(lái)那個(gè)是否低于正常的工作范圍？

★密封墊口徑與管道通徑是否相同？

★接地是否良好？

★有無(wú)突入到管道內(nèi)的部件？

★管道內(nèi)是否有結(jié)垢現(xiàn)象？

  在強(qiáng)震動(dòng)應(yīng)用場(chǎng)合，如果管道內(nèi)沒(méi)有流量而儀表仍有輸出顯示，則可調(diào)整信號(hào)放大器的靈敏度變小。但應(yīng)注意，旋轉(zhuǎn)不要過(guò)度，否則將造成小流量信號(hào)丟失，使測(cè)量的下限流量提高，影響測(cè)理精度。

2、日常維護(hù)

   渦街流量計(jì)無(wú)可動(dòng)部件，維護(hù)量小，正常情況下無(wú)須維護(hù)，但當(dāng)被測(cè)介質(zhì)較臟或易結(jié)垢時(shí)，應(yīng)定期清洗流量計(jì)內(nèi)壁，清洗時(shí)應(yīng)保護(hù)好漩渦發(fā)生體及檢測(cè)探頭，注意不要碰傷其表面與棱角。