一、用途與特點(diǎn):
LUGB系列智能一體化渦街流量計(jì)是一種采用采用國際上最新數(shù)字集成技術(shù)和根據(jù)國內(nèi)工業(yè)自動控制的實(shí)際需求而研制開發(fā)的新一代高品質(zhì)智能化儀表。壓電晶體作為檢測元件的新型應(yīng)力檢測式智能渦街流量計(jì)。該儀表具有量程比寬、精度高、壓力損失小、介質(zhì)通用性好、有與流量成比例的脈沖、電流信號、RS-485通訊輸出、便于和計(jì)算機(jī)聯(lián)用等優(yōu)點(diǎn)。由于流量計(jì)采用檢測探頭與旋渦發(fā)生體分開安裝,而且耐高溫的壓電晶片不與介質(zhì)接觸,所以儀表具有結(jié)構(gòu)簡單、通用性好和穩(wěn)定性高的特點(diǎn),分別為有源、無源二種,無源式不需外供電內(nèi)置3.6V電池,電池使用壽命三年以上?,F(xiàn)場液晶表頭顯示,實(shí)時溫度、實(shí)時壓力、瞬時流量、流量累計(jì),有溫度、壓力補(bǔ)償功能,在測量氣體、蒸汽時,根據(jù)實(shí)測溫度、壓力進(jìn)行查表方式保償,保證流量不受溫度、壓力變化,引起汽體密度的變化而影響流量計(jì)準(zhǔn)確性。普通渦街流量計(jì)按1:5程比出廠時,在20%以下,80%以上量程段時,沒法保證流量精度,因非智能型沒法通過內(nèi)部程序,進(jìn)行流量信號多點(diǎn)線性化補(bǔ)償,智能型流量計(jì)通過多點(diǎn)線性化補(bǔ)償,保證流量計(jì)在每點(diǎn)量程段流量精度。智能型流量計(jì)量程比1:15,比普通渦街流量計(jì)高出3倍量程比。智能型流量計(jì)有溫度、壓力故障自診斷自動補(bǔ)償功能,斷電記錄時鐘、日期功,通過按鍵可切換顯示工況標(biāo)況流量,采用雙傳感器,有較強(qiáng)振動功能。
LUGB系列渦街流量計(jì)可用于各種氣體、液體和蒸汽的流量檢測及計(jì)量。
LUGB系列一體化渦街流量計(jì)可以與本廠生產(chǎn)的SXL通用流量顯示積算儀配套使用。也可以與計(jì)算機(jī)配套組成高精度的質(zhì)量流量或熱量流量的檢測計(jì)量系統(tǒng)。
承蒙關(guān)注、支持廣州迪川儀器儀表公司產(chǎn)品不勝感激,為了你能更好地使用本產(chǎn)品,敬請使用前仔細(xì)閱讀產(chǎn)品使用說明書。如你在使用過程中對產(chǎn)品存有疑問,請與本公司技術(shù)服務(wù)部聯(lián)系。
!!!特別溫馨提醒流量計(jì)如帶壓力補(bǔ)償,使用前請?jiān)诶淠ψ⑺悦庹羝矔r溫度過高損壞壓力傳感器,謝謝合作!
一、智能渦街流量計(jì)選型表
LUGB X X X XX X X XX X X
連接方式 1
2
3 …………………………………………………焊接式
…………………………………………………法蘭卡裝式
…………………………………………………插入式
測量介質(zhì) 1
2
3 ……………………………………………液體
……………………………………………氣體
……………………………………………蒸汽
介質(zhì)溫度 A
B
C
D ………………………………………表示0~100℃
………………………………………表示100~150℃
………………………………………表示150~250℃
………………………………………表示250~300℃
公稱通徑 DN10
DN15
DN20
DN25
DN30
… …………………………………表示DN10
…………………………………表示DN15
…………………………………表示DN20
…………………………………表示DN25
…………………………………表示DN30
…………
補(bǔ)償方式 0
1
2
3 ………………………………沒補(bǔ)償
………………………………有溫度補(bǔ)償
………………………………有壓力補(bǔ)償
………………………………有壓力、溫度補(bǔ)償
變送輸出 0
1
2
3 ………無輸出(電池供電)
………輸出4~20mA電流(二線制)
……同時輸出脈沖電壓\ 4~20mA電流(三線制)
……同時輸出脈沖電壓\二路4~20mA電流(三線制)
輔助功能
可選多項(xiàng) N
R
H
Q …………………………無
…………………………有RS-485通訊功能
…………………………有HART通訊功能
…………………………特殊要求功能
殼體形式 1
2
…………………………1151殼體(不帶電池供電)
…………………………SM殼體(可帶電池供電)
工作方式 1
2 …………………二線制(12~36VDC)
…………………三線制(12~36VDC)
防爆等級 d
i ……………隔爆型EXdⅡCT5
……………本安型EXiaⅡCT5
二、工作原理
智能渦街流量計(jì)的基本原理是卡門渦街原理,即“渦等旋渦分離頻率與流速成正比”。
流量計(jì)流通本體直徑與儀表的公稱口徑基本相同,如圖一所示,流通本體內(nèi)插入有一個近似為等腰三角形的柱體,柱體的軸線與被測介質(zhì)流動方向垂直,底面迎向流體。
當(dāng)被測介質(zhì)流過柱體時,在柱體兩側(cè)交替產(chǎn)生旋渦,旋渦不斷產(chǎn)生和分離,在柱體下游便形成了交錯排列的兩列旋渦即“渦街”。理論分析和實(shí)驗(yàn)已證明,旋渦分離的頻
率與柱側(cè)介質(zhì)流速成正比。
F=Sr
式中:f——柱體側(cè)旋渦分離的頻率(Hz)
V——柱側(cè)流速(m/s) d——柱體迎流面寬度(m);
Sr——斯特勞哈爾數(shù),是一個取決于柱體斷面形狀而與流體性質(zhì)和流速大小基本無關(guān)的常數(shù),Sr:0.17~0.18。
圖一 圓管內(nèi)的渦街
智能渦街流量計(jì)的設(shè)計(jì)柱寬d與流通管直徑D具有固定的比值,因此,流經(jīng)管內(nèi)的平均流速V與柱側(cè)流速V有固定的比值:
由于上式中,d和D都是已知的結(jié)構(gòu)尺寸,而Sr是常數(shù),因此測得旋渦分離頻率f,便測得了管內(nèi)平均流速,從而測得流量Q:
Q=3600F?V (m3/h)
式中:F——流量計(jì)流通本體的流通面積(m2)
V——流量計(jì)流通本體的平均流速(m/s)
旋渦交錯分離,在柱體兩側(cè)及柱體后面的尾流中產(chǎn)生脈動的壓力,設(shè)在柱體內(nèi)部(或后面)的檢測探頭受到這種微小的脈動壓力的作用,使埋設(shè)在探頭內(nèi)的壓電晶體元件受到交變應(yīng)力而產(chǎn)生交變電荷信號。檢測放大器將交變電荷信號進(jìn)行變換、放大、濾波和信號整形處理后,輸出頻率與旋渦分離頻率相同的電流(或電壓)脈沖信號。流量計(jì)輸出的每一個脈沖將代表一定體積的被測流體。一段時間內(nèi)的輸出總脈沖數(shù),將代表這段時間內(nèi)流過流量計(jì)的流體總體積。
三、主要參數(shù)及技術(shù)指標(biāo)
1、 使用條件及技術(shù)參數(shù)
環(huán)境溫度:-40℃~55℃; 相對濕度:5%~90%;
大氣壓力:86~106kPa;
被測流體是單相流體或可以認(rèn)為是單相的流體;
流量計(jì)上下游有符合表1規(guī)定的直管段。
表1 儀表安裝的直管段要求(D為管道內(nèi)徑) 表1
管道情況 上游 下游
同心收縮管,全開閘閥 15D 5D
90°直角彎頭 20D 5D
同平面兩個90°彎頭 25D 5D
半開閘閥 50D 5D
不同平面兩個90°彎頭 40D 5D
帶整流管束 12D 3D
2、 技術(shù)參數(shù)
公稱通徑:25~300mm; 公稱壓力:2.5MPa、4.0MPa;
測量介質(zhì):液體、氣體、蒸氣; 精度等級:1.0級;
介質(zhì)溫度:-40℃~+300℃; 重復(fù)性:≤0.2%;
線性度:≤±1.0%; 本體材質(zhì):1Cr18Ni9Ti;
連接方式:法蘭卡裝式; 負(fù)載電阻:最大負(fù)載電阻不超過350Ω
供電電源:24VDC; 輸出信號:電流脈沖;
流量范圍:見表2及其說明A與B
表2 LUGB系列流量計(jì)范圍表
表2
流量計(jì)型號 公稱通徑DN
(mm) 流量范圍(m3/h)
液體 氣體 蒸汽
LUGB-2000 15 0~5 1~60 1~80
LUGB-2000 20 0~8 5~100 5~100
LUGB-2002 25 0.5~15 5~136 5~120
LUGB-2004 40 1~36 8~360 6~286
LUGB-2005 50 2.7~56 3.5~420 10~380
LUGB-2006 65 3.1~90 10~710 10~656
LUGB-2008 80 3.1~130 10~1360 10~1030
LUGB-2010 100 5~200 25~2100 30~1630
LUGB-2012 125 5~300 30~2800 50~2360
LUGB-2015 150 5~420 80~4100 100~3860
LUGB-2020 200 10~780 200~8600 200~6860
LUGB-2025 250 20~1460 300~14430 300~1250
LUGB-2030 300 50~2100 300~18850 300~16000
注1:表2中所列流量范圍是在下述狀態(tài)下標(biāo)定的:
對于氣體是在溫度為0℃,1個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的空氣(ρ0=1.293kg/m3);
對于液體是為4℃的水(ρ0=1000kg/m3);
對于蒸汽是絕對壓力為0.4Mpa的干飽和蒸汽(ρ0=2.1628kg/m3);
當(dāng)介質(zhì)條件不是上述條件或用于其它介質(zhì)時,流量計(jì)的流量范圍受到密度和粘度影響。此時,流量范圍按以下方法確定:
說明:A、下限流量:
(1) 可根據(jù)表2給出的下限流量Qmin,基準(zhǔn)介質(zhì)密度ρ0(氣體ρ0=1.293kg/m3;液體ρ0=1000kg/m3;蒸汽ρ0=2.1628kg/m3)和使用介質(zhì)密度ρ,按下式計(jì)算不同使用介質(zhì)密度下限流量Qminρ;
Qminρ=Qmin ρ0/ρ(m3/h)
(2) 可根據(jù)使用介質(zhì)的運(yùn)動粘度ν,按下式計(jì)算粘度下限流量Qminν
Qminν=6νD ×104(m3/h)
式中:D——管道內(nèi)徑(mm) ν——運(yùn)動粘度(m2/s)
比較Qminρ和Qminν,其中取數(shù)值較大的一個作為該型號流量計(jì)在該種介質(zhì)使用時的下限流量。
說明:B、上限流量
各種不同介質(zhì)的使用上限流量如表2所示。一般情況下,液體的上限流速為6m/s;氣體或蒸汽的上限流速為45m/s。
注2:智能渦街流量計(jì)的阻力系數(shù)Cd=2.2:流量計(jì)在不同的流量下的阻力損失可按下式計(jì)算:
式中:△P——阻力損失(Pa)
ρ——介質(zhì)密度(kg/ m3)
V——管內(nèi)平均流速(m/s)
注3:使用介質(zhì)為液體時,為防止氣化和氣蝕,應(yīng)使流量計(jì)處的流體壓力P滿足下式要求:
P>2.6△P+1.25Ps
式中:△P——壓力損失計(jì)算值;
Ps——與工作溫度對應(yīng)的該液體的飽和蒸汽壓(kPa);
P——流體壓力(kPa)
圖二 傳感器的結(jié)構(gòu)圖
1、蓋子;2、外接導(dǎo)線端子;3、外接導(dǎo)線引出孔;4、探頭引線;5、放大器殼體;6、放大器線路板;7、壓緊螺塞;8、鋼墊圈;9、橡膠密封墊;10、支承桿;11、鎖緊螺母;12、M6內(nèi)六角螺栓;13、墊圈φ6;14、流通本體;15、旋渦發(fā)生體(△柱或T形柱);16、上游工藝管道;17、M5內(nèi)六角螺栓;18、墊圈φ5;19、探頭;20、密封墊圈;21、石棉橡膠墊圈;22、凹面安裝法蘭;23、雙頭螺栓螺母;24、下游工藝管道。
四、結(jié)構(gòu)圖
1、 流量計(jì)的結(jié)構(gòu)
如圖二所示LUGB系列智能渦街流量計(jì)由流通本體14、三角柱15、檢測探頭19,連接支承桿10和檢測放大器殼體5與電子線路板6,以及其它配件組成。被測流體從流通本體流過時,檢測探頭測出旋渦分離信號,檢測放大器則將信號放大和變換,輸出供二次表接收的頻率信號。連接桿不僅起連接作用,并且還起到屏蔽及散熱作用。
2、 流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸
各種不同口徑規(guī)格的流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸見圖三和表3。
表3 流量流量計(jì)的結(jié)構(gòu)尺寸(mm)
圖三 傳感器的結(jié)構(gòu)尺寸
五、配套安裝
(一) 配套:
1、 與LUGB應(yīng)力式智能渦街流量計(jì)配套使用的二次儀表SXL系列產(chǎn)品,可按使用功能進(jìn)行選用。有關(guān)二次儀表的一些具體參數(shù)及使用方法另見其安裝使用說明書。
(二) 安裝
1、 安裝地點(diǎn)的選擇
(1) 環(huán)境溫度:流量計(jì)的工作環(huán)境溫度不低于-40℃,不高于+55℃。如受到生產(chǎn)設(shè)備的熱幅射時,應(yīng)采取隔熱和通風(fēng)措施。
(2) 環(huán)境空氣:避免將流量計(jì)安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,如只能安裝在含腐蝕性氣體的環(huán)境中,是需提供充分的排風(fēng)措施。
(3) 機(jī)械振動和沖擊:流量計(jì)的結(jié)構(gòu)是堅(jiān)固的,不會因振動而損傷,但振動會產(chǎn)生干擾信號,若管道上的振動和沖擊強(qiáng)烈,而介質(zhì)流速又低,則可能導(dǎo)致干擾信號大于流量信號,造成示值誤差。因此,流量計(jì)應(yīng)盡可能安裝在振動和沖擊小的場所,安裝位置在5~20Hz的振動頻率下,要求振動加速度不大于1g,或采取減振措施。例如在流量計(jì)安裝處振源來向的管道上加裝固定支撐架。
(4) 其它:流量計(jì)安裝地點(diǎn)周圍應(yīng)有充裕的空間,安裝在高處流量計(jì)應(yīng)盡量有工作平臺,以便于安裝和維修。此外,為了維護(hù)檢查方便,附近應(yīng)有可供測量儀器用的交流220V電源插座。
2、 管道安裝與要求
(1) 流量計(jì)上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)有足夠長的直管段。直管段長度應(yīng)符合表1的要求。
(2) 在規(guī)定的直管段長度內(nèi),管道入流段與出流段目測應(yīng)是平直的。為保證被測介質(zhì)滿管,流量計(jì)應(yīng)盡量避免安裝在調(diào)節(jié)閥、半開閘閥的下游。一般情況下不在擴(kuò)大管后安裝流量計(jì)。
(3) 本流量計(jì)可垂直、水平或其它任何角度安裝,將流量計(jì)安裝在垂直或傾斜管道上時,流體流向應(yīng)是自下而上的。
(4) 需要流量計(jì)附近裝設(shè)取壓或測溫點(diǎn)時,取壓點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)前1D以外。測溫點(diǎn)應(yīng)在流量計(jì)后5D以外。
3、 渦街流量流量計(jì)的安裝
(1) 被測介質(zhì)流向必須與流量計(jì)流通本體上的流向箭頭標(biāo)志一致。
(2) 檢測放大器與流量計(jì)是按照測量范圍和公稱通徑配套的,不能互換。
(3) 安裝卡裝式流量計(jì)時,可通過專用凹面保證管道和流量計(jì)流通本體同心,并注意密封墊不能深入管中。
安裝用的凹面法蘭和雙頭螺栓、螺母可訂貨時一起訂購。當(dāng)用戶自己解決時,法蘭尺寸、雙頭螺栓的長度參看圖四和表4及表5。
圖四 凹面法蘭尺寸圖
表4 PN2.5Mpa安裝法蘭及雙頭螺栓尺寸表 (尺寸單位:mm)
規(guī)格 D D1 D2 D3 D4 D5 D6 n δ b 雙頭螺栓規(guī)格=螺栓外徑×螺紋長度×螺栓長度
DN25 25 145 110 85 77 33 18 4 2 18 M16×35×165
40 39 145 110 85 77 46 18 4 3 18 M16×35×165
50 49 160 125 100 87 58 18 4 3 20 M16×35×165
65 64 180 145 121 103 76 18 6 3 22 M16×35×165
80 79 195 160 135 113 90 18 8 3 22 M16×35×165
100 99 230 190 160 133 109 23 8 3 24 M20×35×180
125 125 270 220 188 176 134 25 8 3 26 M22×40×190
150 149 300 250 248 203 161 25 8 3 28 M22×40×190
200 207 360 310 278 259 221 25 12 3 30 M22×40×210
250 259 425 370 332 312 275 30 12 3 32 M27×50×240
300 309 485 430 430 363 328 30 16 4 36 M27×50×270
表5 PN4.0Mpa安裝法蘭及雙頭螺栓尺寸表 (尺寸單位:mm)
規(guī)格 D D1 D2 D3 D4 D5 D6 n δ b 雙頭螺栓規(guī)格=螺栓外徑×螺紋長度×螺栓長度
DN25 25 145 110 85 77 33 18 4 2 18 M16×20×165
40 39 145 110 85 77 46 18 4 3 18 M16×25×165
50 49 160 125 100 87 58 18 4 3 20 M16×25×165
65 64 180 145 121 103 76 18 6 3 24 M16×25×165
80 79 195 160 135 113 90 18 8 3 24 M16×25×170
100 99 230 190 160 133 110 23 8 3 26 M20×30×180
125 125 270 220 184 176 140 27 8 3 28 M24×35×190
150 149 300 250 218 203 161 27 8 3 30 M24×35×190
200 207 375 320 282 259 222 30 12 3 38 M27×35×240
250 259 445 385 345 312 278 34 12 3 42 M30×40×270
300 309 510 450 408 363 330 34 16 4 46 M30×40×290
(4) 安裝法蘭連接式流量計(jì)時,要注意管道上的法蘭應(yīng)與流量計(jì)的法蘭規(guī)格一致,(法蘭尺寸按標(biāo)準(zhǔn)JB81-59)密封墊不要深入管內(nèi)。
(5) 與流量計(jì)配套的累積顯示儀表,可集中裝在儀表盤,也可另購置本廠出品的單獨(dú)儀表箱。
六、電氣接線及參數(shù)設(shè)置
(一)電池電量顯示
當(dāng)電池顯示僅剩一格時,要求用戶在一個月內(nèi)更換電池;只顯示電池外形符號時,則電池電量已耗盡,必須立即更換電池。
(二)電池的更換方法
打開智能流量積算儀的后蓋,松開電池盒兩端的螺釘,取出電池,換好電池后重新安裝。安裝時注意電池的正負(fù)極。
(三)接線方法
各引線功能定義如下:
V+外電源輸入正端,電壓為 +12VDC~+36VDC;
V-電源輸入負(fù)端,三線制脈沖輸出時,二線制(mA)輸出時接二次儀表輸入正端
GND —— 地線;
F ——外電源時的脈沖輸出;
圖五 表接線端子定義
1、 系統(tǒng)接線
a. 兩線制接線方法
圖六
b. 二線制脈沖輸出接線方法
圖七
7.1 面板及顯示說明