涡街流量计

产品介绍

HR系列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。涡街流量计按照使用功能划分，共分为以下三类:LUGB型远传型涡街流量计、LUB型智能一体化显示型涡街流量计、LUBZ型温压补偿型涡街流量计。

HR系列涡街流量计独特的传感器封装技术和防护措施，保证了产品的可靠性。每种型式都有整体、分体结构，根据测量管径不同，有管道式、插入式两种安装方式，以适应不同的安装环境。

HR系列涡街流量计可广泛用于大、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。

产品特点

□ 无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护

□ 传感器输出为脉冲信号，其频率与被测流体的实际流量成线性，零点无漂移，性能十分稳定，结构形式多样，有管道式、插入式流量传感器形式

□ 精确度较高，通常液体的测量精度为±1.0%，气体的测量精度为1.5%

□ 测量量程范围宽，在雷诺数为2×104~7×106范围内，可达1:20，插入式量程比最高可达1:25

□ 压损小（约为孔板流量计的1/4~1/2），属于节能流量仪表

□ 安装方式灵活，根据现场工艺管道不同，可水平，垂直和不同角度倾斜安装

□ 采用消扰电路和抗振动传感头，具有一定抗环境振动性能

□ 采用超低功耗微处理器技术，1节3.6V10Ah锂电池可使用5年以上

□ 由软件对仪表系数非线性进行修正，提高测量精度

□ 采用EEPROM对累积流量进行掉电保护，保护时间大于10年

□ 插入式涡街流量计可测介质温度达+250℃。

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。斯特罗哈在卡门涡街理论的基础上又提出了卡门涡街的频率与流体的流速成正比，并给出了频率与流速的关系式：

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（一定雷诺数范围内为常数）

d：旋涡发生体迎流面宽度（m）

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流体升力，该升力作用在基于压电效应的检测探头上，便产生一系列交变电荷信号，经过前置放大器转换、整形、放大处理后，输出与旋涡脱落频率相同且与流速成正比的脉冲信号。

技术参数

□ 被测介质：蒸汽、压缩空气、煤制气、液体等中高流速介质

□ 执行标准：涡街流量传感器（JB/T9249-1999）

□ 检定规程：涡轮流量计（JJG1029-2007）

□ 仪表口径及连接方式：

法兰连接型：DN15～DN300

夹装连接型：DN15～DN300

简易插入式：DN200～DN1500

球阀插入式：DN200～DN1500

□ 法兰标准：

常规标准：GB/T9119-2000

国际管法兰标准：如德标DIN、美标ANSI、日标JIS

国内管法兰标准：如化工部标准、机械部标准

□ 精度等级：

液体：±1.0%R（管道式）±2%（插入式）

气体或蒸汽：±1.5%R（管道式）±2.5%（插入式）

□ 重复性：

液体：≤0.2%

气体或蒸汽：≤0.5%

□ 量程比：1:10～1:20

□ 流速范围：0.5～10m/s

□ 检定条件：

检定装置：标准表法液体流量检定装置

标准表法气体流量检定装置

音速喷嘴气体流量检定装置

环境条件：环境温度：20℃

相对湿度：65%

□ 使用条件：

介质温度： T1（常温型） -40℃～+70℃

T2（中温型） -40℃～+250℃

T3（高温型） -40℃～+350℃

环境温度：-20℃～+60℃

相对湿度：5%～90%

□ 管道式涡街流量计口径-流量-流速对照表：

仪表口径 (mm)	液体测量范围 (m³/h)	气体测量范围 (m³/h)	仪表口径 (mm)	液体测量范围 (m³/h)	气体测量范围 (m³/h)
DN15	1.2～6.2	5～25	DN80	10～100	70～640
DN20	1.5～10	8～50	DN100	15～150	130～1000
DN25	1.6～16	10～70	DN125	25～250	200～1700
DN32	1.9～19	15～150	DN150	36～380	280～2240
DN40	2.5～26	22～220	DN200	62～650	580～4960
DN50	3.5～38	36～320	DN250	140～1400	970～8000
DN65	6.2～65	50～480	DN300	200～2000	1380～11000

□ 插入式涡街流量计口径-流量-流速对照表：

仪表口径 (mm)	液体测量范围 (m³/h)	气体测量范围 (m³/h)	仪表口径 (mm)	液体测量范围 (m³/h)	气体测量范围 (m³/h)
DN200	70～700	600～6000	DN500	450～4500	4200～42000
DN250	110～1100	1060～10600	DN600	600～6000	6100～61000
DN300	180～1800	1500～15000	DN800	800～8000	11000～110000
DN350	210～2100	2000～20000	DN1000	1200～12000	17000～170000
DN400	270～2700	2700～27000	DN1200	1800～18000	24000～240000
DN450	350～3500	3300～33000	DN1500	2600～26000	38000～380000

□ 耐压等级：

连接方式	口径范围	常规耐压等级	特制耐压等级
法兰连接型	DN15～DN300	1.6MPa	4.0MPa
夹装连接型	DN15～DN100	2.5MPa
夹装连接型	DN125～DN300	1.6MPa
插入式	DN200～DN1500	1.6MPa	—

□ 压力损失计算:

计算压力损失是否对工艺管线有影响，由下式计算：

△P=1.2ρ·V2(Pa)

式中：△P：压力损失(Pa)

ρ：介质密度（Kg/m³）

V：管内平均流速(m/s)

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：

P≥2.6△P + 1.25P1（Pa绝对压力）

式中：△P：压力损失值（Pa）

P1：流体的蒸汽压（Pa绝对压力）

产品分类

■ LUGB远传型涡街流量计

LUGB远传型涡街流量计，价格低廉，集成度高，体积小巧，在不需要现场显示的条件下，将检测到的流量信号转变为工况脉冲信号或4～2mA电流信号远传输出。该流量计只需要将仪表标定好的系数置入上位机，便可很好的在上位机端实时显示管道流量，特别适合用于与二次仪表、PLC、DCS等计算机控制系统配合使用。

□ 电源：DC24V

功耗：＜0.5W

□ 输入信号频率范围： 0~3000Hz

□ 输出方式

电流输出：两线制4~20mA电流输出

电流负载能力：≤600Ω

脉冲输出：高电平幅值＞22V，低电平幅值：＜0.8V

脉冲负载：＞1100Ω

脉冲宽度：1/2fin×1000（ms）

□ 绝缘电阻：＞500MΩ

注1：绝缘电阻是指转换器的接线端子与转换器外壳之间的绝缘性，下同。

注2：该产品输出方式只可选择电流输出或脉冲输出其中一种。

注3：fin为感应线圈感应到管体内叶轮转动而产生的电脉冲信号频率，下同。

■ LUB智能一体化显示型涡街流量计

LUB智能一体化显示型涡街流量计采用先进低功耗德州仪器MSP430芯片为核心研制，是多功能一体化的新型智能仪表。转换器具备多点系数修正功能。该系列产品采用段码液晶显示，对比度高，功耗小，两种显示单位可选。多种电信号输出模式可选，工况当量脉冲可设置多种输出方式，特别适合定量控制使用。本系列产品不仅能显示常用的体积流量单位，还能通过设定被测介质密度，显示质量流量单位。在以上功能基础上，为满足用户的不同需要，用户可选择基于RS485接口的MODBUS协议通讯功能。

□ 电源：DC24V

功耗：＜0.5W

电池供电：DC 3V/3.6V电池供电

最低工作电压：＞2V/＞2.1V

工作电流：1170±20uA/300±5uA

待机电流：325±5uA/195±5uA

电池标称容量：9Ah/12Ah

电池可持续工作时间：约10个月

□ 输入信号频率范围： 0~3000Hz

□ 输出方式

电流输出：两/三线制4~20mA电流输出

三线制0~20mA电流输出

电流负载能力：≤900Ω/≤700Ω

脉冲输出：高电平幅值＞22V，低电平幅值：＜0.8V

脉冲负载：＞1100Ω/＞4000Ω

脉冲宽度：1/2fin×1000（ms）

□ 绝缘电阻：＞500MΩ

□ 通讯接口：RS485接口

通讯协议：MODBUS-RTU

■ LUBZ温压补偿型涡街流量计

LUBZ温压补偿型涡街流量计采用先进的超低功耗德州仪器MSP430芯片为核心研制，是温压补偿多功能一体化的新型智能仪表。采用点阵液晶全中文显示，功耗较低。多种电信号输出模式可选，报警设置，特别适合定量控制使用。可测量各种不同状态的气体，还有基于两线制电流的HART协议通讯功能。能广泛的运用于各种场合，满足用户的不同需要。

□ 供电：DC24V

功耗：＜1.0W

电池供电：DC 3.6V电池供电

最低工作电压：＞3V

功耗：1200±10uA

电池标称容量：3.5Ah×2

电池可持续工作时间：约8个月

□ 输入信号频率范围：0~3000Hz

□ 流量输出方式

电流输出：两/三线制4~20mA电流输出

电流负载能力：≤600Ω

脉冲输出：高电平幅值＞22V，低电平幅值：＜0.8V

脉冲负载：＞1100Ω

脉冲宽度：1/2fin×1000（ms）

□ 报警脉冲输出方式

高电平幅值＞22V

低电平幅值：＜0.8V

脉冲负载：＞1100Ω

□ 绝缘电阻：＞500MΩ

□ 通讯方式：两线制电流带HART通讯

安装方式

■ 管道式涡街流量计

DN15～DN300法兰连接型 DN15～DN300夹装连接型

■ 插入式涡街流量计

1、插入式流量计结构形式

简易插入式球阀插入式

2、插入式流量计安装方法

2.1、简易插入式

●在满足流量计直管段要求的安装点上开一个Φ100的圆缺。

● 用Φ109×4.5mm底座的下管段与管道上开好口的圆缺焊接，基座焊接后目测不得有明显的歪斜。

● 将检测探头插入管道中，调整好插入深度(L2=0.5D)使检测探头中心与管道的中轴相吻合，检测探头中心线与管道中轴线的夹角不应大于5°，然后调整好流向标使其与流体的流向相同。

● 把法兰与焊接好的底座对接，用螺栓紧固好。

2.2、球阀插入式

● 在满足流量计直管段要求的安装点上开一个Φ100的圆缺。

● 用Φ109×4.5mm底座的下管段与管道上开好口的圆缺焊接，基座焊接后目测不得有明显的歪斜。

● 将球阀与焊接好的底座对接，用螺栓紧固好。

● 把球阀打开，将带有丝杠座的检测探头插入管道中，调整好插入深度(L2=0.5D)使检测探头中心与管道的中轴相吻合，检测探头中心线与管道中轴线的夹角不应大于5°，然后调整好流向标使其与流体的流向相同。

● 把丝杠座与球阀对接，用螺栓紧固好。

● 紧固压盖，防止介质由丝杠与丝杠坐处泄露。

注：对直管段要求：流量计上游直管段长度不应小于20D，下游直管段长度不应小于7D。若直管段长度不能满足此要求，可在具备现场标定条件的情况下进行现场标定后，采用现场标定的仪表系数K。

3、安装基座示意图

4、安装步骤

● 在第一次安装时，如果被测管道允许断流，可按照安装基座示意图，在被测管道上满足直管段长度要求的位置先开孔，再完成“安装基座”与管道的连接。然后按照安装示意图完成全部安装工作。也可以安装球阀后暂时关闭球阀，以不影响管道输送流体，待以后再安装传感器。

● 在第一次安装时，如果被测管道不允许断流，可以在管道尚未开孔的情况下，先完成“安装基座”在管道上的固定和密封，再安装球阀，然后用不停水钻孔机钻孔。钻孔后，拆下不停水钻孔机，安装传感器；或拆下不停水钻孔机，暂时关闭球阀，待以后安装传感器。不停水钻孔机在球阀上的安装和拆卸方法与传感器的安装和拆卸方法基本相同，在此不另作说明。

注意①：安装球阀前，必须检查球阀，应能完全打开和完全关闭。必须使球阀由全开到全关，再由全关到全开。当球阀的限位片由全关的位置转到全开的位置时，阀芯必须处在全开状态，否则应修整限位片。

注意②：安装球阀时，较长的一端与管道上的“安装基座”连接。

■ 管道式涡街流量计安装形式

■ 涡街流量计典型安装管路形式

■ 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，然后与螺栓紧固。

■ 对直管段要求

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DN的倍数来表示，上下游最小的直管段要求如下：上游：10DN (10倍口径) 下游：5DN（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，如下表所示。

入口段阴流件类型	安装条件		入口段阴流件类型	安装条件
	入口段	出口段		入口段	出口段
一般情况			90°弯头
同一平面上两个90°弯头			不同平面上两个90°弯头
缩管			扩管
全开阀门			半开阀门