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LUGB涡街流量计

LUGB智能涡街流量计

发布时间:2010-8-5 浏览次数:6715

wo jie liu liang ji

 

智能涡街流量计

1、产品介绍

    涡街流量计是基于卡门涡街原理而研制成功的一种具有国际先进水平的新型流量计,由于它具有其它流量计不可兼得的优点,自七十年代以来得到了迅速发展,据有关资料显示,现在日本、欧美等发达国家使用涡街流量计的比例大幅度上升,己广泛应用于各个领域,将在未来流量仪表中占主导地位,是孔板流量计最理想的替代产品。

    LU型涡街流量传感器适用于测量过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体、水和液体的质量流量和体积流量。

2、特点:

    ·结构简单而牢固,无可动部件,可靠性高,长期运行十分可靠。
    ·安装简单,维护十分方便。
    ·检测传感器不直接接触被测介质,性能稳定,寿命长。
    ·输出是与流量成正比的脉冲信号,无零点漂移,精度高。
    ·测量范围宽,量程比可达1:10。
    ·压力损失较小,运行费用低,更具节能意义。
    ·在一定的雷诺数范围内,输出信号频率不受流体物理性质和组分变化的影响,仪表系数仅与旋涡发生体的形状和尺寸有关,测量流体体积流量时无需补偿,调换配件后一般无需重新标定仪表系数。
    ·应用范围广,蒸汽、气体、液体的流量均可测量。

3、工作原理和电路框图

    工作原理

    在测量管中垂直插入一个柱状物时,流体通过柱状物两侧就交替地产生有规则的旋涡(如图所示),这种旋涡列被称为卡门涡街。卡门涡街的释放频率与流体的流动速度及柱状物的宽度有关,可用下式表示:

    f =St·v/d

    式中  f-卡门涡街的释放频率
          St-系数(称为斯特罗哈数)
          v-流速
          d-柱状物的宽度

   

    卡门涡街释放频率f和流速v成正比,因此通过测量卡门涡街释放频率就可算出瞬时流量。
斯特罗哈数是涡街流量计的重要系数。在曲线的St≈0.17的平直部分,旋涡的释放频率与流速成正比,所以检出频率f就可求得流速v,由v求出体积流量。
    LU系列涡街流量传感器的旋涡释放频率是由旋涡交替地作用于检测传感器(探头)上的应力通过在它内部的压电元件来检出的。

   

    电路组成

   

   

    ·电荷转换器
    从压电元件输出的交变电荷经电荷转换成与电荷量成比例的电压。

    ·交流放大器、低通滤波器
    在这里进行信号放大和消除噪声。电荷转换器的输出波形,当测量流体在低流速时,管道振动等的高频噪声形成迭加波形;在高流速时,由于差拍信号形成了包含低频摆动的波形。低流速时(输出电压小)、高频噪声由于低通特性而被消除;高流速时(输出电压大)随着低通特性被解除,使其具有限幅特性,防止在信号中所包含的低频噪声放大。

    ·史密特整形器
    把旋涡频率的电压转换成一定幅度的脉冲信号。由于史密特整形器电路对输入、输出信号具有滞后作用,因此能够防止由噪声产生的振荡。 F/V转换器把史密特整形器输出的脉冲信号转换成和频率成比例的模拟电压。

    · F/V转换器
    史密特整形器输出的脉冲信号转换成和频率成比例的模拟电压。

    ·V/|转换器
    把V/|转换器的模拟输出电压转换成4~20mADC的电流信号。

    ·脉冲输出放大器
    把史密特整形电路输出的脉冲频率放大。

4、测量饱和蒸汽质量的流量的选型

    仪表的选型是仪表应用中非常重要的工作,据有关资料表明,仪表在实际应用中在2/3的故障是仪表的错误造型和错误的安装造成的,请特别注意。

    测量饱和蒸汽质量的流量的选型(流量测量范围(t/h) )

   

    

   

5、测量过热蒸汽质量流量的选型

   

6、测量(工作状态)体积流量的选型

   

7、测量(标准状态)体积流量的选型

   

   

8、测量液体体积流量的选型

   

    注:1、p----工作状态下的过热蒸汽密度,kg/m3。常温常压下水的密度=1000kg/m3

    2、DIN15~DIN500为管段式涡街流量计,DN500~DN1200(可扩展到1600mm的产品)为插入式涡街流量计的流量测量范围

9、涡街传感器结构组成

    涡街传感器主要是由传感器(内有放大板),支架,漩涡发生器组件(内有三角柱,探头)和表体组成,如下图所示:

   

    涡街传感器安装配套件有:凹凸法兰、长螺栓、螺母等,如下图所示:

   

10、如何正确选择安装点

    正确地选择安装点和正确安装传感器都是非常重要的环节,若在安装环节失误轻者影响测量精度,重者会影响传感器的使用寿命,甚至损坏传感器。考虑到安装与拆卸的方便,可在流量计后加装管道伸缩节;

    对直管段的要求

    传感器对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响测量精度。
    若传感器安装点的上游有>15°渐缩管,传感器上游应有不小于15D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    若传感器安装点的上游有>15°渐扩管,传感器上游应有不小于18D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    若传感器安装点的上游有90°弯并没有或T形接头,传感器上游应有不小于20D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于25D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90°弯头,传感器上游应有不小于40D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    流量调节阀或压力调节阀尽量安装在传感器的下游5D以远处,若必须安装在传感器的上游,传感器上游应有不小于50D的等径直管段,下游应有不小于5D的等径直管段。

   

    特点注意:
    ·传感器安装点的上游较近处若装有阀门,不断地开关阀门,对传感器的使用寿命影响极大,非常容易对传感器造成永久性损坏。
    ·传感器昼避免在架空的非常长的管道上安装传感器,这样时间一长后,由于传感器的下垂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。

    对配管的要求

    传感器对安装点的上下游直管段有一定要求,否则会影响测量精度。
    传感器安装点的上下游配管的内径应与传感器内径相同,其应满足下式的要求。

    0.98DN≤D≤1.05DN

    式中:DN-----传感器通径
          D------配管内径

    配管应与传感器同心,同轴念头应不大于0.05DN。
    传感器与法兰的密封垫不能凸入管道内,其内径可比传感器内径略大。

    对旁通管的要求

    为方便检修传感器,最好为传感器安装旁通管。另外,在需清洗的管道上或所安装传感器的管道内的流体不能为检修传感器而停供的情况下,必须安装在旁通管,并且保证前后直管段

   

    对管道振动的要求

    传感器尽量避免安装在振动较强的管道上,若不得已要安装时,必须采用减振措施,在传感器的上下游2D处分别设置管道紧固装置,并加防振垫。
    特别注意: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。

   

    对外部环境的要求

    1.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。
    2.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。
    3.传感器最好安装在室内,必须安装在室外时,须有防潮和防晒的措施,注意水是否会顺着电缆线流入放大器盒内。
    4.安装传感器的周围须有充裕的空间,应有照明灯和电源插座,以便安装接线和定维护。
    5.传感器的接线位置要远离电噪声,如大功率变压器、电机机和电源等。
    6.传感器安装点附近不能有无线电收发机存在,否则高频噪声会干扰传感器的正常使用。

    传感器在水平管道上的安装

    在水平管道上安装是流量传感器最常用的安装方式。
    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。

   

    传感器在垂直管道的安装 

    测量气体流量时,传感器可以安装在垂直管道上,流向不限。若被测气体中含有少量的液体,气体流向应由下向上。

    测量液体流量时,液体流向应由下向上,这样就不会将液体重量额外附加在探头上。

   

    传感器在水平管道的侧装

    无论测量何种流体,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,若条件允许最好采用侧装,这样流体的温度对放大器的影响较小。

   

    传感器在水平管道的倒装

    一般情况下不推荐用此安装方法。此安装方法不适用于测量一般气体、过热蒸汽。可用于测量饱和蒸汽,适用于测量高温液体或需经常清洗管道的情况。

   

    本仪表采用法兰夹装式(又叫对夹式,夹持式),拧紧长螺栓用两片法兰夹住传感器,法兰凹部套传感器,法兰凸部套用户管,安装步骤如下:
    1.先计算好安装尺寸;
    2.将与要安装的管道放在锯床上锯开,并修好锯口;
    3.将法兰套在管道上,固定好后先点焊,再整圈焊好,检查是否完好;
    4.重复上一步,将另一边法兰焊好;
    5.将焊好法兰的管道移到安装现场,把管道与传感器安装成一体,再安装在管线上;
    6.检查各环节是否完好,慢慢打开阀门,观察是否有泄露。

    特别注意:
    ①流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致;
    ②安装传感器时,在电焊法兰或管道过程中,传感器须不在管道上,以免损坏传感器的电子放大电路;
    ③传感器两边的法兰必须保持平行,否则容易泄露。

   

    传感器在有保温层管道上的安装

    测量高温蒸汽时,有绝热材料把蒸汽管道周围包起来防止散热,这时要注意切勿用绝热材料把传感器的连杆都包围起来,最多不超过连杆的高度的三分之一,传感器表体可用保温材料包裹。

   

11、改变放大器盒的方向

    放大器可以根据需要作四个不同方向的转变,方便在现场诸如接线,读数(带现场LCD)等等。

    只要取下固定转换器盒的4个内六角螺丝(随机已带内六角扳手),轻轻旋转转换器盒到所需要的方向。

    特别注意:
  旋转方向时,不要提起转换器,以免扯断放大器与探头之间的连线。

12、输出频率信号的现场仪表的接线

    输出频率信号的流量计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,屏蔽线的电阻必须小于50Ω。
一般情况下,连接线用三芯屏蔽线(RWP3X0.5MM)。屏蔽层应可靠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,溶剂或其他腐蚀性气体和液体,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,至少间隔在15cm以上,最好单独穿行在金属管子中。连线要固定好,不能晃动。

   

13、输出二线制4-20mA信号的现场仪表的接线

    输出4-20mA信号的涡街流量计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(RWP2X0.5MM)。屏蔽层应可靠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。

   

14、带RS-485通讯接口的接线

    输出RS-485涡街流量计与其它设备之间采用四线制传输,所需电源为24V±10%。
    一般情况下,连接线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(RWP2X0.5mm)。屏蔽层应可靠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、溶剂或其他腐蚀性气体和液体,应采用适合于这种现场的电缆线。

   

15、如何正确选择测压点和测温点

    根据测量的需要须在传感器附近测量压力和温度时,测压点应在传感器下游的3-5D处,测温点应在测压点或。

   

16、传感器运行前的准备工作

    ·仔细检查传感器的安装、接线等是否正确无误。
    ·打开显示仪电源开关,观察显示仪是否有流量显示。
    ·缓慢打开阀门,到一个较小压力时停止,观察传感器周围是否有泄漏现象,并观察显示仪是否有流量显示。
    ·若情况正常,开大阀门,稳定一段时间后,观察仪表显示的流量是否正常。

17、型号说明

   

18、技术参数

   

测量流体

饱和蒸汽及过热蒸汽
气体
液体

精度度等级

液体1.0级;气体1.5级
插入式2.5级

重复性

液体0.33%;气体0.5%
插入式0.83%

工作压力

1.6MPa(特殊耐压2.5~4.0MPa定制)

流体温度

-40℃~+250℃(普通型)
+100℃~+350℃(高温型)

输出信号

频率信号
二线制标准电流,4~20mA
三线制4-20mA,频率信号

工作电源

DC24V,哩电池

工作环境

 

温度

-35℃~+60℃(无LCD显示)
-5℃~+60℃(无LCD显示)

湿度

5~95℃

防护等级

IP65

防爆等级

隔爆型Exd Ⅱ B T4
本安型Exib Ⅱ B T4

电气接口

2×M20×1.5(带电缆夹紧螺母足见)

表体材质

304不锈钢

19、传感器的外形尺寸

   

DN

A

B

C

15

100

Ф35

382

20

100

Ф45

389

25

100

Ф57

374

32

100

Ф65

381

40

100

Ф75

390

50

110

Ф87

396

65

110

Ф109

413

80

110

Ф120

424

100

120

Ф149

448

125

133

Ф175

475

150

160

Ф203

502

200

185

Ф259

557

250

210

Ф312

609

300

240

Ф363

661

350

260

Ф409

711

400

285

Ф460

761

450

310

Ф520

819

500

330

Ф575

875

20、固定插入式涡街结构组成及安装

     

    安装步骤:
    1.在管道上用气割方法开一个圆孔,孔径略小于Φ100,孔的周边应无齿刺,以保证测量头顺利旋转通过;
    2.在管道圆孔处焊上相应直径的短管(已提供),固定好后先点焊并检查短管的位置是否符合安装要求,短管轴线与管道的轴线正交90℃,且短管轴线的延长线通过管道横截面积的圈中心,再整圈焊好;

    固定式
    3.在短管的法兰上放垫片,将传感器插入短管,安装好固定螺栓,检查法兰周围是否均匀,流向是否一致。

    可调式
    4.根据需要是否装球阀(Q41F-16R_32R内径100mm,自备)。若不安装球阀,步骤与安装固定式传感器一样,若安装球阀,需先安装球阀,再在球阀上安装传感器;
    5.计算插入深度0.5D,测量短管和球阀的长度,调节丝杆使插入深度符合要求;
    6.检查各环节是否完成较好,慢慢打开阀门,观察是否有泄漏(需特别注意人身安全)。

    特别注意:
    ①流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致;
    ②安装传感器时,在电焊法兰或管道过程中,传感器须不在管道上,以免损坏流量计。

21、压力变送器及PT100的安装

   

   

    安装使用步骤
    1、在用户管道上开Φ12小孔(该尺寸无严格要求);
    2、焊接内螺纹短管;
    3、依次旋上阀门、(带有球阀时)冷凝管;
    4、首次使用时,关上阀门,将冷水注入冷凝管,旋上压力变送器;
    5、运行时,打开阀门。

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Ф120

424

100

120

Ф149

448

125

133

Ф175

475

150

160

Ф203

502

200

185

Ф259

557

250

210

Ф312

609

300

240

Ф363

661

350

260

Ф409

711

400

285

Ф460

761

450

310

Ф520

819

500

330

Ф575

875

20、固定插入式涡街结构组成及安装

     

    安装步骤:
    1.在管道上用气割方法开一个圆孔,孔径略小于Φ100,孔的周边应无齿刺,以保证测量头顺利旋转通过;
    2.在管道圆孔处焊上相应直径的短管(已提供),固定好后先点焊并检查短管的位置是否符合安装要求,短管轴线与管道的轴线正交90℃,且短管轴线的延长线通过管道横截面积的圈中心,再整圈焊好;

    固定式
    3.在短管的法兰上放垫片,将传感器插入短管,安装好固定螺栓,检查法兰周围是否均匀,流向是否一致。

    可调式
    4.根据需要是否装球阀(Q41F-16R_32R内径100mm,自备)。若不安装球阀,步骤与安装固定式传感器一样,若安装球阀,需先安装球阀,再在球阀上安装传感器;
    5.计算插入深度0.5D,测量短管和球阀的长度,调节丝杆使插入深度符合要求;
    6.检查各环节是否完成较好,慢慢打开阀门,观察是否有泄漏(需特别注意人身安全)。

    特别注意:
    ①流体流向必须与传感器表体上的流向箭头保持一致;
    ②安装传感器时,在电焊法兰或管道过程中,传感器须不在管道上,以免损坏流量计。

21、压力变送器及PT100的安装

   

   

    安装使用步骤
    1、在用户管道上开Φ12小孔(该尺寸无严格要求);
    2、焊接内螺纹短管;
    3、依次旋上阀门、(带有球阀时)冷凝管;
    4、首次使用时,关上阀门,将冷水注入冷凝管,旋上压力变送器;
    5、运行时,打开阀门。

 
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