JD-LUGB温压补偿型涡街流量计-淮安金鼎自动化仪表有限公司

特点

JD-LUGB系列涡街流量计,主要用于工业管道介质流体的流量测量，如气体、液体、蒸汽等多种介质。其特点是压力损失小，量程范围大，精度高，在测量工况体积流量时几乎不受液体密度、压力、温度等参数的影响。无可动机械零件，因此可靠性高，维护量小。仪表参数能长期稳定。

本仪表采用压电应力式传感器，可靠性高,可在－25℃～＋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，是一种比较先进、理想的流量仪表。

工作原理

    在流体中设置旋涡发生体(阻流体)，从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡曼涡街,如图1所示。旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列。设旋涡的发生频率为f，被介质来流的平均速度为U，旋涡发生体迎面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式：
                         f=StU1/d=StU/md
    式中U1－旋涡发生体两侧平均流速，m/s
        St—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

瞬时体积流量qv为：

式中K－流量计的仪表系数，脉冲数／

(P/

)

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Re=2×104～7×106范围内，St可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，HLUG的流量计算式为

式中ＱＶn，ＱＶ－分别为标准状态下(20℃，101.325kPa)和工况下的体积流量，

/h;
      Pn，P－分别为标准状态下和工况下的绝对压力kPa;
      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，HLUG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还是有直接影响的。

主要技术参数

1、主要技术参数(见表1)

2、液体、工况气体流量范围(见表2)

表2

通径DN(mm)	25	32	40	50	65	80	100	150	200
液体(/h)	1～14	1.5～23	2.2～36	5～57	6.3～96	9～145	14～230	32～510	56～900
气体(/h)	12～88	15～145	22.6～230	35～350	60～600	90～900	140～1400	300～3000	550～5500

3、饱和水蒸汽质量流量范围(见表3)

表3

单位：(kg/h)

结构及尺寸

本系列涡街流量计共有两种连接方式及外形尺寸

法兰卡装式及法兰连接式涡街流量计(1.6MPa)尺寸见表4

卡装式	公称通径 mm	压力等级 MPa	L mm	G	D mm	d 1 mm	N－d2	d mm	b mm	重量 Kg
	公称通径 mm	压力等级 MPa	L mm	常温高温	D mm	d 1 mm	N－d2	d mm	b mm	重量 Kg
	25	2.5～4.0	80	342 500	76	-	-	25	-	7
	32	2.5～4.0	80	342 505	76	-	-	32	-	10
	50	2.5～4.0	80	337 515	86	-	-	50	-	12.5
	65	－	80	345 530	102	-	-	65	-	28
	80	1.6～2.5	100	350 540	112	-	-	80	-	25
	100	1.6～2.5	110	330 550	132	-	-	100	-	35
	150	1.6	140	355 575	203	-	-	150	-	40
	200	1.6	150	380 600	259	-	-	200	-	46
法兰连接式	100	1.6	250	310 530	215	180	8－φ18	100	26	30
	150	1.6	300	335 555	280	240	8－φ23	150	28	34
	200	1.6	320	370 590	335	295	12－φ23	200	30	41

符合GB/T9119—2000的要求。

选型及计算

1、流量计的口径应根据最大使用流量Qv来选择，为了获得尽可能宽的使用流量范围,使用最大流量应不小于流量计额定最大流量Qmax的1/2。流量计的线性流量范围对应的雷诺范围2×104～7×106。液体表可根据图6直接查表2选用，而气体表则应计算出工况状态的流量范围后根据图7查表2选用，测量饱和蒸汽查表3。

4、常用气体介质的标准状态下密度(0.101235MPa，20℃)见表5

表5

气体	密度(kg/)	气体	密度(kg/)	气体	密度(kg/)
乙炔	1.083	正丁烷	2.4163	乙烷	1.2500
氨气	0.7080	乙烯	1.1660	甲烷	0.6669
丙烷	1.8332	氖气	0.83914	天然气	0.776
空气	1.2041	氩气	1.6605	二氧化碳	1.829
一氧化碳	1.165	氢气	0.0838	氧气	1.3302
丙稀	1.7459	氮气	1.1646

    5、压力损失
    i、测量液体时的压力损失
    图8是测量水(20℃，1013mbar，ρ=998kg/

)的流量时压力损失与流量的关系
测量密度为ρS的其它液体时，压力损失可按下式计算

△P'－被测液体的压力损失(mbar)
△P－由图8查出的水的压力损失(mbar)

ii、测量气体(过热蒸汽)时压力损失
图9是空气(20℃，1013mbar，ρ=1.2kg/)的压力损失。测量密度ρS与空气不同的其它气体，压力损失可按下式计算

△P'－被测介质的压力损失
△P－由图９查出的空气的压力损失

图9 空气压力损失(20℃，1013mbar,ρ＝1.2kg/

)

    6、计算实例
    a、液体的计算实例
    液体的计算实例
    液体密度850kg/

，运动粘度2cst(=2×

)，最大流量为50

/h。试确定流量计口径。
1)QV=50

/h，直接查表2，选口径DN50(Qmax=55

/h)。
2)由图6查出粘度2cst对应的最小线性流量是Qmin=6

/h。
3)按QV=50

/h查图8的△P=460mbar

b、气体的计算实例
温度85℃，工作压力0.5MPa的CO2气体。流量3500N m3/h，试确定流量计口径。
ρn=1.829kg/

2) 计算工况流量：QV ＝Qn×(ρn/ρ)＝3500×1.829/8.886=720

/h,查表2选口径DN80(Qmaz=900

/h)
3)最小流量：ρ=8.886kg/m3时查图7得QVmin=50

/h,转换标况流量：
QNmin=50×(ρ/ρn)=242.9

/h
4)压力损失：按QV=720

/h,查图9得△P=19mbar，
                求△P'=(8.886/1.2)×19=140.7mbar
    c、过热蒸汽测量
    过热蒸汽测量用饱和蒸汽参数分别乘以图10修正系数即可得出测量过热蒸汽的最大和最小流量。
    例：通径φ50mm，压力10kgf/c

,温度为250℃，过热蒸汽的流量范围：从图10中查得a=0.890b=0.840，查饱和蒸汽测量范围表3(对应DN50，1.0MPa)，求最小流量Qmin=0.890×112=99.68kg/h最大流量Qmax=0.840×1120=940.8kg/h。最小流量修正系数a

图10 过热蒸汽系数修正图

选型

涡街流量计类型
JD-LUGB JD-LUW	脉冲输出现场显示、带4～20mA输出
	通径(mm)	流量范围(/h)
	DN25 DN32 DN40 DN50 DN80 DN100 DN150 Dn200	1～10(液体) 25～60(气体) 1.5～18(液体) 15～150(气体) 2.2～27(液体)　 22.6～150(气体) 4～55(液体)　　 35～350(气体) 9～135(液体) 90～900(气体) 14～200(液体) 140～1400(气体) 32～480(液体)　 300～3000(气体) 56～800(液体) 550～5500(气体)
	备注：1、蒸汽流量范围请查看表3。 2、DN250～DN600可按客户要求订货。 3、DN300以上口径推荐使用插入式涡街流量计，可定做。
		压力等级
		P1 P2 P3	1.6MPa 2.5MPa 4.0MPa
			法兰材料
			B1 B2	不锈钢碳钢
				介质温度
				T1 T2 T3	常温高温蒸汽
					连接方式
					L1 L2	法兰卡装式法兰连接式
						供电电源
						D1 D2	内部3.6V供电 DC24V供电
							精度等级
							E1 E2	1.0级 1.5级
JD-LUGB-	DN25-	P1	B1	T1	L1	D2	E1	型号举例

涡街流量计的优点
JD-LU-智能涡街流量计的最大优点是抗振性能特别好，无零点漂移，可靠性高。
    通过长时间对涡街流量计进行的大量波形分析和频谱分析，中控设计出了最佳的探头形状、壁厚，高度、探头杆直径及与之相配套的压电晶体，采用先进的数控车床进行加工，确保加工的同轴度和光洁度等技术参数，配合特殊的工艺处理，从而最大限度的克服涡街流量计存在的固有自振荡频率对信号的影响这个通病。这是中控公司在制作涡街流量计方面的技术独特优势，使得中控公司出厂的涡街流量计具有量好的抗振动能力。
    ②FFM63系列智能涡街流量计的传感器的通用性很强，从而使传感器具有良好的互换性采用先进数控设备加工传感器的表体和旋涡发生体等，确保加工精度，从而使零部件(特别是旋涡发生体)的通用性强，从而真正做到不会因零部件的更换而影响传感器的重复性和精度；能产生强大而稳定的涡街信号。
    ③结构简单牢固，无可动部件，可靠性高，使用维护方便。
    ④检测元件不与介质接触，性能稳定，使用寿命长
    传感器采用检测探头与旋涡发生体分开安装，而且耐高温的压电晶体密封在检测探头内，不与被测介质接触，所以FFM63系列涡街流量计具有结构简单、通用性好和稳定性高的特点。
    ⑤输出与流量成正比的脉冲信号或模拟信号，无零点漂移，精度高，方便与计算机联网
    ⑥测量范围宽，量程比可达1：10
    ⑦涡街流量计测量体积流量时不需补偿，涡街输出的信号实际上是与流速成线性关系的，也就是与体积流量成正比。压力和温度补偿的目的是为了得到流体的密度，乘以体积流量就得到质量流量，若测量气体的体积流量就不需要补偿了。
    ⑧压力损失小。
    用口径DN50的涡街流量计测量可燃气体的流量，若管道内的最大流量Qmax ＝200m3/h时，传感器的压力损失是：△P ＝1.08×10-6 ρv2(kPa)= 0.605 KPa
    ⑨在一定的雷诺数范围内，流量特性不受流体压力、温度、黏度、密度、成分的影响，仅是与旋涡发生体的形状和尺寸有关。
    ⑩应用范围广，蒸汽、气体、液体流量均可测量。
涡街流量计的技术参数
●测量流体：饱和蒸汽、过热蒸汽、气体、液体(避免多相流)
●测量准确度及重复性：

测量流体	准确度	重复性
气体(含蒸汽)	1.0级	0.33%
液体	1.5级	0.5%

●测量范围

测量流体	流速下限(m/s)	流速上限(m/s)
气体(含蒸汽)	7	70
液体	0.7	7

●额定压力：1.6MPa、2.5MPa、6.3MPa
●流体温度：-40℃～250℃(普通型)，100℃～350℃(普通型)
●结构类型：一体型涡街流量计
●结构材质

部件名称	材质
传感器表体	304不锈钢、316不锈钢
旋涡发生体	304不锈钢、316不锈钢
检测探头	316L
连杆	304不锈钢
散热器	铝合金
垫片	耐高温石棉垫、丁晴橡胶垫片、石墨垫片

●工作电源

第一种电源方式	3.6V锂电池供电(就地显示型)
第二种电源方式	24VDC(或12VDC)
第二种电源方式	24VDC(或12VDC)或3.6V锂电池供电双电源供电

●输出信号：脉冲输出、4～20mA 电流输出，RS485通讯等三种输出可供选择
●电气接口：M20*1.5
●防护等级：IP65
●表体处理：传感器表体采用不锈钢喷砂，放大器外壳采用喷塑。
●环境温度：-35℃～60℃(无LCD)、-5℃～60℃(带LCD)
●相对湿度：5%～95℃

智能涡街流量计安装示意图

智能涡街流量计的安装要求
智能涡街流量计有许多种结构形式，安装、维修人员需要了解所装仪表的具体结构、特点以及流量信号的转换，了解信号传输过程中的各个环节，按产品说明书进行安装，以确保流量计的精确测量。
1、合理选择安装场所和环境
避开强电力设备，高频设备，强电源开关设备；避开高温热源和辐射源的影响，避开强烈震动场所和强腐蚀环境等，同时要考虑安装维修方便。
2、上下游必须有足够的直管段
若传感器安装点的上游有大于>15。渐缩管，则：上游直管段≥15D，下游直管段≥5D

若传感器安装点的上游有大于>15。渐扩管，则：上游直管段≥18D，下游直管段≥5D

若传感器安装点的上游有90。弯头或T形接头，则：上游直管段≥20D，下游直管段≥5D

若传感器安装点的上游在同一平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥25D，下游直管段≥5D

若传感器安装点的上游在不同平面上有二个90。弯头，则：上游直管段≥40D，下游直管段≥5D

调节阀应安装在传感器的下游5D以外处，若必须安装在传感器的上游，传感器上游直管段应不小于50D，下游应有不小于5D。

3、安装点上下游的配管应与传感器同心，同轴偏差应不小于0.5DN
传感器安装点的上下游配管的内径应与传感器通径相同，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。
传感器与法兰间的密封垫不能凸入管道内，其内径可比传感器通径略大。

4、管道采取减振动措施
传感器尽量避免安装在振动较强的管道上，特别是横向振动。若不得已要安装时，必须采取减振措施，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。

．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。

6．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：这样不会将液体重量额外附加在探头上。

7、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。

8．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。

9．传感器在有保温层管道上的安装
测量高温蒸汽时，保温层最多不能超过支架高度的三分之一。

10．测压点和测温点的选择
根据测量的需要，需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，测温点应在传感器下游的6-8D处。

涡街流量计的正确接线

一般原则：在易受电噪声干扰的场所，使用屏蔽电缆。屏蔽层应可靠的接在放大器的接地螺丝上或在控制室接工作接地。在高温或低温环境中或者是现场空气中含有油、溶剂或其他腐蚀性气体时，要采用适合于这种特殊场合的的屏蔽电缆。
频率信号输出的接线
输出频率信号的流量计与其它设备之间采用三线制传输，供电电源为24VDC±10%(或12VDC)，输出回路的最小负载电阻为10KΩ，最大电容为0.2UF。