涡街流量计说明书(2011版)(共30页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上目录LUGB系列涡街流量计一概 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。产品有基本型和复合型两种型式，基本型测量单一流量信号；复合型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种型式都有整体、分体结构，以适应不同的安装环境。二工作原理 涡街流量计是由旋涡发生体、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。卡门涡街的频率与流体的流速成正比。 f = St × V/d式中: f 涡街发生频率 (Hz)V 旋涡发生体两侧的平均流速(m/s)St 斯特罗哈尔系数（常数）图1 涡街流量计工作原理示意图 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）。三仪表特点与用途特点：n 无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护n 采用消扰电路和抗振动传感头，具有一定抗环境振动性能n 采用超低功耗单片微机技术，1节3.6V10AH锂电池可使用5年以上n 由软件对仪表系数非线性进行修正，提高测量精度n 压力损失小，量程范围宽n 采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年用途：本仪表可广泛用于大、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。四技术参数表1 技术参数公称通径(mm)20，25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300仪表材质1Cr18Ni 9Ti公称压力(MPa)PN1.6MPa；PN2.5MPa； PN4.0MPa被测介质温度()-40+250 ；-40+350环境条件温度-10+55，相对湿度590，大气压力86106kPa精度等级测量液体：示值的±0.5测量气体或蒸汽：示值的±1.0、±1.5量程比1:10；1:15阻力损失系数Cd<2.6输出信号传感器：脉冲频率信号0.1 3000Hz 低电平1V 高电平6V变送器：两线制4 20mADC电流信号供电电源传感器：+12VDC 、+24VDC（可选）变送器：+24VDC现场显示型：仪表自带3.6V锂电池信号传输线STVPV3×0.3（三线制），2×0.3（二线制）传输距离500m信号线接口内螺纹M20×1.5防爆等级ExdIIBT6防护等级IP65允许振动加速度1.0g五产品型号与标记表2 产品型号与标记产品型号与标记说明种类LUG利用卡门涡街原理，流量传感器检测方法B应力式检测法 兰 连 接1表体法兰标准：GB/T9119.102000法 兰 卡 装2产品出厂自带卡装法兰、螺栓及垫片被测介质气 体1液 体2蒸 汽3口 径0120mm0225mm0440mm0550mm0665mm0880mm10100mm12125mm15150mm20200mm25250mm30300mm信号及转换器类型Z一体型N电压脉冲A420mADC，二线制B电池供电，现场液晶显示C现场液晶显示，420mADCF分体型N电压脉冲C420mADC，带电流指示表头E防爆，ExdIIBT6N不防爆例：选用一台法兰卡装式防爆型涡街流量计测量蒸汽，管道为DN50、现场需要显示流量并远传电流信号，其产品型号应为：LUGB-2305ZCE六选型1一般液体和气体适用流量范围(见表3）表3 一般气体和液体的流量范围口径(mm)液体气体流量频率流量频率(m3/h)(Hz)(m3/h)(Hz)20110403965.5502181982251.616323258.5701721420402.52513130222201151147503.5359933632096854656.568882504806158380101006657064045417100151505501301100433671252727554720017003329015040400440280224027221200808003335804960242072501201200326970800020171300180180022213801100017136注：表中频率为理论值。液体使用流量范围的测试条件是常温水（t=20，=1000kg/m3）。气体使用测量范围的测试条件是常温常压的空气（t=20，P=101.325kPa，=1.205 kg/m3）2已知标准状态下的体积流量换算成工况下的体积流量一般气体的计量单位常用标准状态体积计量单位，即标准立方米/小时（Nm3/h），简称“标方”。按以下公式先将标准状态体积流量换算成工况状态体积流量，即 立方米/小时 （m3/h）然后再与表3适用流量范围进行比较。式中：Q工：被测介质工况状态下的体积流量。（m3/h） Q标：被测介质标况状态下的体积流量。（Nm3/h，20，0.1013MPa绝对压力下） T工：被测介质工况状态下的介质温度。 P工：被测介质工况状态下的介质压力，表压。(MPa) 3对于饱和蒸汽，可按表4所给质量流量的范围对照选取。4对于过热蒸汽，则应先对照过热蒸汽表（表5）查出其相应温度及压力(取绝对压力：表压+1)下的密度值，然后根据给定的质量流量通过下式计算出对应的体积流量，再与表4相应口径蒸汽流量对照选型。式中：G：质量流量 r：介质密度表4 饱和蒸汽的流量范围绝对压力MPa0.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.61.7流量单位温度°C120133144152159165170175180184189192195198201204密度kg/m31.131.662.182.673.173.674.164.665.155.646.136.627.117.68.098.58DN20Qmin6.229.131214.717.420.22325.628.33133.736.43941.844.547.2kg/hQmax56.58343.6133.5158.5183.5208233257.5282306.5331355.5380404.5429DN25Qmin9.61418.5322.72731.235.339.643.7485256.260.464.668.772.9Qmax79.1116.2152.6186.9222256.9291.2326.2360.5394.8429.1463.4498532566.3600.6DN40Qmin24.936.54858.769.780.791.5102.5113124135145.6156.4167.2180188.8Qmax249365480587697807915102511301240135014561564167218001888DN50Qmin40.759.878.596114132150168185203221238256274291309Qmax362531698854101411741331149116481805196221182275243225892746DN65Qmin56.583109133.5158.5183.5208233257.5282306.5331355.5380404.5429Qmax54279710461282152217621997223724722707294231783413364838834118DN80Qmin79116153187222257291326361395429463498532566600Qmax723106213951709202923492662298232963610392342374550486451785491DN100Qmin14721628334741247754160667073379786192498810521115Qmax1243182623982937348740374576512656656204674372827821836088999348DN125Qmin22633243653463473483293210301128122613241422152016181716Qmax1921282237064539538962397022792287559588104211125412087129201375314586DN150Qmin31646561074888810281165130514421579171618541991212822652402Qmax2531371848835981710182219318104381153612634137311482915926170241812219209DN200Qmin65596312641549183921292413270329873271355538404124440846924976Qmax560582341081313243157231820320634231142554427974304053283535266376964012642557DN250Qmin1096161021152590307535604035452049965471594664216683732278478323Qmax9040132801744021360253602936033280372804120045120490405296056880608006472068640DN300Qmin1560229030083684437550565741643171077783845991369812104881116411840Qmax12430182602398029370348704037045760512605665062040674307282078210836008899093480表5 过热蒸汽密度表温度°C绝对压力MPa140180220260300340380420460 0.150.780.710.650.60.560.520.490.460.440.21.050.950.870.80.750.70.650.620.580.251.321.191.0910.930.870.820.770.730.31.591.431.311.211.121.050.980.930.870.361.921.731.581.451.351.261.181.111.050.41.931.751.621.51.41.311.231.160.52.422.21.991.881.721.641.541.460.62.932.662.442.262.11.971.851.750.73.443.112.862.642.462.32.162.040.83.963.583.273.022.822.642.482.340.94.54.043.693.413.172.982.792.6315.044.524.123.83.533.53.12.931.46.465.855.374.984.654.374.051.88.517.6476.466.025.645.3129.588.567.817.216.716.285.912.410.459.488.728.17.577.122.812.4111.1910.269.518.888.343.214.4612.9411.8310.9410.29.573.616.6114.7613.4312.3911.5410.915压力损失的计算计算压力损失是否对工艺管线有影响，由下式计算：DP=1.2r × V2(Pa)式中：DP：压力损失(Pa) r ：介质密度 V：管内平均流速(m/s)6被测介质为液体时，为防止气化和气蚀，应使传感器的液体压力符合下式要求：P2.6DP + 1.25P1（Pa绝对压力）式中：DP：压力损失值（Pa） P1 ：流体的蒸汽压（Pa绝对压力） 七结构形式与安装形式1结构形式 图2 仪表结构示意图2外形与尺寸图3 仪表外形与尺寸示意图表6 仪表外形与尺寸口径（D）管道规格H LL0D1D22026×329011680681352532×3.529011680681353239×3.529011680681354049×4.529512080801405059×4.530012480881456574×4.5308128801051658089×4.531512880120180100109×4.532813280148210125133×4.534013785174235150159×4.535114690196270200219×9378169105250325250273×11 402184120300375300325×124281991353504253流量计的安装形式图4 流量计的安装形式4流量计的管道安装图5 流量计的管道安装八流量计的安装要求与注意事项1对环境的要求 流量计最好装在室内，必须安装在室外时应有防潮和防晒措施。 流量计应避免安装在有强电磁场干扰、空间小和维修不方便的场合。 流量计应避免安装在温度较高、受设备热辐射或含有腐蚀性气体的场所，若必须安装时,须有隔热通风措施。2对直管段的要求为了保证准确的测量，流量计的上游必须有足够长的直管段，上游流动分布尽可能不受干扰，如果有控制和节流装置最好装在下游。直管段长度用管道内径D的倍数来表示，上下游最小的直管段要求如下： 上游：10D （10倍口径） 下游：5D （5倍口径）如果流量计的上游有弯头、缩径、扩径、阀门等情形，则需要更长的直管段，具体情况（如图6所示）。 渐缩管 渐扩管同一平面有两个90º弯头 不同平面有两个90º弯头 流量调节阀 一个90º弯头图6 上下游管道形式与尺寸要求3对配管的要求 流量计安装点的上下游配管的内径应与流量计的内径相同，其应满足下式的要求：0.98D DN 1.05D式中：D 流量计的内径 DN 配管内径配管应与流量计同心,同轴偏差应不大于0.05 DN。4对管道振动的处理流量计应避免安装在有机械振动的管道上，若不得已要安装时，必须采取减振措施，可加装软管过渡，或者在流量计上下游2D处加装管道固定支撑点并加防震垫。5流量计的安装 按开口尺寸的要求在管道上开口，且使开口的位置满足直管段的要求。 将连接上法兰的整套流量计放入开好口的管道中。 对法兰与管道进行点焊定位。 将流量计取下，把法兰按要求焊接好，并清理管道内所有凸出部分。 在法兰的内槽内装上与管道通径相同的密封垫圈，将流量计装入法兰中，流量计的流向标应与流体方向相同，然后用螺栓紧固好。6铂电阻和压力变送器的安装 如果被测介质需要进行温度压力补偿时（如蒸汽、压缩空气），则需要加装PT100铂电阻和压力变送器。 PT100铂电阻应安装在流量计下游48D处（如图7所示），在选好的位置上开一个25mm圆孔，把铂电阻底座垂直或倾斜焊在开好的圆孔上，把铂电阻装在底座上并确保密封可靠无泄露。 压力变送器应安装在流量计下游35D处（如图7所示），开孔的位置应使弯管装好后垂直地面。在选好的位置上开一个20mm圆孔，把弯管的一头垂直焊在开好的圆孔上，把配套阀门拧在弯管的另一头上，阀门的上端装上压力变送器，阀门的两端应密封可靠确保无泄露。如果测量高温介质应提前把弯管灌上水，防止因温度过高损伤压力变送器。 图7 温度、压力安装点示意图 图8 正确保温图7注意事项 法兰与管道点焊定位后应卸下流量计，不能带着流量计焊接。 涡街流量计可以测量液体、气体和蒸汽，但不同介质之间不通用；同种介质又分为低温、高温和特高温三种规格，不同温度之间也不通用。 当测量液体时必须保证管道内充满液体，因此介质流向应是自下而上的。 流量计可以在沿管道轴线垂直方向上360度任意安装。最佳安装方式：低温介质表杆垂直地面安装；高温介质表杆平行地面安装。 流量计应尽量避免安装在架空较长的管道上，由于管道的下垂容易造成流量计与法兰间的密封泄漏。若必须安装时，须在流量计的上下游2D处分别设置管道支撑点。 在测量蒸汽的管道中，为了防止转换器温度过高，仪表连接杆至少一半不要保温（如图8所示）。 为了方便观察和接线，流量计的表头在原有的位置上可进行360度旋转，在调整好位置后，把锁紧螺母拧紧即可。为了防止水汽从锁紧螺母处进入壳体，必要时须用防水胶带把琐紧螺母缠绕密封好。 连接流量计的屏蔽电缆走向，应远离强有电磁场干扰的场合，绝对不允许与高压电缆一起敷设。屏蔽线应尽量缩短，且不得盘卷，以减少分布电感，最大长度不超过500米。 接线时先拧开表壳后盖，将信号线从防水接头送入。按照接线图示正确接线。将防水接头拧紧，并保证线缆在进入防水接头之前必须向下压弯，以确保水不会顺着线缆进入壳体内（如图9所示）。图9 防水接线示意图九调试与使用1. 脉冲输出型涡街流量传感器（LUGB-N系列）1.1 仪表接线 警告：接线前应先断开外电源，决不允许带电接线！图10 LUGB-N系接线图1.2 仪表调试涡街流量传感器出厂前已进行了调整与标定，但由于所测介质与指定介质的不同，现场有较强振动等情况，需要对检测放大器进行调整。所有调试操作均通过拨码开关方式完成。各拨码开关配置如图11所示： 图11 拨码开关图 各拨码开关配置如下：表7 用于液体的拨码开关设计口径(mm)液体-拨码位置(ON)频率范围（Hz）流量范围(m3/h)K1K2K320135751234039611025135754323251.61640145881234131302.525501458859933.535651458858826.56580145884566510100100145886550151501251458875472727515014588744040400200488833380800250347878783261201200300347878782221801800表8 用于气体的拨码开关设计口径(mm)气体-拨码位置(ON)频率范围（Hz）流量范围(m3/h)K1K2K32012561121819825.5502512561117214208.770401357221151147222205013572396854363206513572361583504808013573134541770640100135731234336713011001251357412333290200170015013574427221280224020014585424207580496025014586123420171970800030014587517136138011000说明：当脉冲板输出频率不稳定或频率偏低时，拨码开关K2、K3可以向更大口径调一档，提高频率带宽。表9 放大倍数及灵敏度开关设置W1:放大倍数1 ON为基本放大倍数,4位拨码开关可以,任意组合为112倍的基本放大倍数（不同版本的倍数可能存在差异，可以根据调试情况进行设置拨码的位置）2 ON 放大倍数×23 ON 放大倍数×44 ON 放大倍数×5W2:灵敏度1 ON为基本灵敏度数,4位拨码开关可以,任意组合为112倍的基本灵敏度（不同版本的倍数可能存在差异，可以根据调试情况进行设置拨码的位置）2 ON 灵敏度×23 ON 灵敏度×44 ON 灵敏度×5说明：放大倍数及灵敏度组合调试，既要消除50周工频干扰，又要保障系统的灵敏度。调节拨码开关W1可以更改信号的放大倍数，调节拨码开关W2，可以调节输出信号的滞后窗口及信号触发的灵敏度。在低流速时，信号的强度比较弱，经过放大滤波后，信号仍然比较小，这是要求脉冲板有较高的灵敏度及放大倍数。2. 420mA输出型涡街流量变送器（LUGB-A系列）2.1 仪表接线警告：接线前应先断开外电源，决不允许带电接线！图12 LUGB-A系接线图2.2 仪表调试420mA标准信号输出变送器的调整，二线制420mA输出型变送器由脉冲输出放大板及电流输出板两块板子组成，其信号灵敏度调整仍如图13的前置放大板，电流输出板如图9，其中W1为调零电位器，对应管道下限流量所对应的频率值，W2为满度电位器，其调整20mA时应对应管道上限流量所对应的频率，该电位器位置一般出厂时均已调好。无大变化用户无需再调。图13 电位器位置示意图3电池供电现场显示型涡街流量计（LUGB-B系列）3.1 仪表接线 电池供电现场显示型涡街流量计，只有现场显示功能，没有数据输出功能，不存在接线问题。3.2 仪表调试： 3.2.1 仪表面板按键操作说明 进入（退出）参数设定菜单：工作状态下同时按“”键和F键； 光标位向右移位：参数设定状态下按“”键 光标位数值加1：参数设定状态下按“”键 参数菜单切换：参数设定状态下按F键； 累积流量清零：工作状态下同时按F键和“”键。3.2.2 内部参数说明仪表程序共有五个菜单，分五屏显示，前三个菜单为仪表测量范围内三点系数修正，上排为流量点频率值，下排为该流量点仪表系数；第4个菜单为小信号切除菜单（一般切除流量范围下限的一半）；第5个菜单为上限流量值。五个菜单可用F键循环切换。菜单显示方式及功能如表10表10 菜单显示方式及功能菜单显示功能1 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数2 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数3 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数4 000.000菜单序号 小信号切除流量值5 菜单序号 流量上限对应流量值注：仪表出厂前仪表参数均已设置，无特殊情况无需改动；使用三点仪表系数进行流量传感器的非线性修正需要用户清楚的知道传感器不同流量点（频率点）对应的仪表系数。424VDC供电现场显示型涡街流量计（LUGB-C系列） 4.1 仪表接线：警告：接线前应先断开外电源，决不允许带电接线！端子板示意图如图14所示，不同输出方式的具体接线方法见表11图14 LUGB-C系端子板示意图表11 接线方式功能端子名称接线方式二线制4-20mA输出24V二线制4-20mA正端GND二线制4-20mA负端三线制4-20mA输出24V24V电源正端GND24V电源负端mA+4-20mA输入正端四线制4-20mA输出24V24V电源正端GND24V电源负端mA+4-20mA输入正端mA-4-20mA输入负端脉冲输出12/24V12V或24V电源正端GND12V或24V电源负端F-OUT脉冲输入端1-5V输出24V24V电源正端GND24V电源负端+1-5V输入正端-1-5V输入负端拨码开关功能介绍：拨到ON，GND端子与仪表外壳接通，可解决50Hz干扰；拨到OFF，GND端子与仪表外壳断开。注：当使用同一电源给多台流量计供电时，必须将拨码开关拨到OFF。4.2 仪表调试4.2.1 仪表面板按键操作说明 进入（退出）参数设定菜单：工作状态下同时按“”键和F键； 光标位向右移位：参数设定状态下按“”键 光标位数值加1：参数设定状态下按“”键 参数菜单切换：参数设定状态下按F键； 累积流量清零：工作状态下同时按F键和“”键。4.2.2 内部参数说明仪表程序共有五个菜单，分五屏显示，前三个菜单为仪表测量范围内三点系数修正，上排为流量点频率值，下排为该流量点仪表系数；第4个菜单为小信号切除菜单（一般切除流量范围下限的一半）；第5个菜单序共有为420mA输出满度值（即20mA对应的流量值）。五个菜单可用F键循环切换。菜单显示方式及功能如表12表12 菜单显示方式及功能菜单显示功能1 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数2 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数3 0000.00菜单序号 流量点频率值流量点仪表系数4 000.000菜单序号 小信号切除流量值5 菜单序号 20mA对应流量值注：仪表在出厂前均已调整好参数，一般不需要再调。如果在正常使用条件下，确实发现输出的远传电流有些流量点实测值与理论值相比相差很多，则按如下方法调整电路板上的电位器：打开仪表前壳，用小螺丝刀旋下仪表面板上的4个小螺丝后，拿出电路板，在中间一层电路板上有两个可调电阻，调整紧靠黄色晶振的深蓝色电位器可对4mA进行调整，注意调整时不要调节幅度过大。调整好后原样装好。在流量计运行后，流量计的满度输出值在现场不能进行再调整；如需调整，请将流量计返厂，由厂家根据您的要求在标准流量装置上完成。！5温压补偿型涡街流量计（LUGB-D系列）5.1 仪表接线警告：接线前应先断开外电源，决不允许带电接线！ 仪表接线在后盖内，螺旋压接的端子为必用的主接线端子，弹簧压接的端子为附加功能接线的辅助端子。5.1.1 VT3W三线制电路接线5.1.1.1 主供电和输出信号接线端子（左侧4位吊框旋压式端子）IOUGNDPOU+24 IOU(1) 为420mA电流输出端 GND(2) 为电源“-”端 POU(3) 为脉冲输出端 +24(4) 为外接的12V24VDC电源+端。当+24(4)和GND(2)接外电源后电路工作（电池供电型则转入有电工作态），脉冲输出从POU(3)引出。电流输出从IOU(1)端引出。5.1.1.2 辅助接线（10位簧压式端子）CMBCMA+3V63V6-+TRTR-PIHPVHPVLPIL1）通讯接线：（10位簧压式端子中的左1，2位） CMB(1) 接RS485通讯的“-”端CMA(2) 接RS485通讯的“+”端无485通讯型号不配此接线端子2）电池接线：（10位簧压式端子中的左3，4位） +3V6(3) 接3.6V锂电池的“+”端3V6-(4) 接3.6V锂电池的“-”端3）测温铂电阻输入： 测温采用Pt1000或Pt100铂电阻按伪四线的两线制接法，恒流激励与测取电压共线。 +TR(5) 接测温铂电阻的一端 TR-(6) 接测温铂电阻的另一端 Pt1000时主板JSK跳线断开，用Pt100时JSK应短接。 注意：不能接入有源信号，否则可能损坏板内恒流源。4）测压信号输入 VT3W三线制电路测压力采用硅压阻压力传感器（JRL和JRH跳线都断开）PIH(7) 接压力传感器的恒流激励IN+端PVH(8) 接压力传感器输出mV信号VO+端PVL(9) 接压力传感器输出mV信号VO-端PIL(10) 接压力传感器的恒流激励回线IN-端系统接线图可参见图15图15 VT3W三线制电路接线图