一、 工作原理
LUGB型渦街流量傳感器是以卡門和斯特羅哈爾有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流量關(guān)系的理論為依據(jù)來測量蒸汽、氣體及低粘度液體的流量的。如圖一所示，在表體中垂直插入一根三角柱即旋渦的發(fā)生體，當(dāng)表體中有介質(zhì)流過時(shí)，在三角柱的后面交替產(chǎn)生方向相反有規(guī)則的卡門旋渦，其旋渦的分離頻率F與介質(zhì)的流動(dòng)速度V成正比。通過傳感頭檢測出旋渦的個(gè)數(shù)，就可以測算出流體流速，再根據(jù)表體口徑計(jì)算出被測介質(zhì)的體積流量
F=St*V/(1-1.27*d/D) 公式1
Q=3600*F/K 公式2
M=Q*ρ 公式3
● F：流體流過渦街三角柱產(chǎn)生的旋渦頻率（單位：Hz）
● St：斯特羅哈爾常數(shù)（單位：無量岡）
● V：管道內(nèi)流體流速（單位：m/s）
● d：渦街表體內(nèi)三角柱寬度（單位：m）
● D：渦街表體內(nèi)徑（單位：m）
● Q：瞬時(shí)體積流量（單位：m /h）
● K：渦街的儀表系數(shù)（單位：脈沖個(gè)數(shù)/立方米）
● M：瞬時(shí)質(zhì)量流量（單位：Kg/h）
● ρ：流體密度（單位：Kg/ m ）
不同口徑的渦街流量傳感器，儀表系數(shù)K值是不同的，其具體數(shù)值是通過流量標(biāo)定裝置實(shí)際標(biāo)
定得到的。意義為每立方米產(chǎn)生的脈沖數(shù)。即流過一立方米流體三角柱一側(cè)所產(chǎn)生的漩渦個(gè)數(shù)。
二、 主要特點(diǎn)
1、 無活動(dòng)部件,無磨損,結(jié)構(gòu)簡單,長期穩(wěn)定
2、采用微功耗,電池供電的現(xiàn)場顯示型流量計(jì),可不斷電運(yùn)行兩年以上。
3、溫壓補(bǔ)償表頭，可測量蒸汽和氣體，內(nèi)置電池供電。
4、電流輸出均為電隔離型,具有良好的共模干擾抑制能力。
5、同時(shí)顯示流量值與累積流量值,不必輪流切換。
三、技術(shù)參數(shù)：
| 口 徑 | 15mm－300mm | 環(huán)境溫度 | -20℃--＋55℃ |
| 測量精度 | 0.5% (液體) 1.0% (液體) 1.5% (蒸汽) | 介質(zhì)溫度 | -40℃--＋150℃ 低溫型 -40℃--＋280℃ 高溫型 |
| 連接方式 | 法蘭卡裝/法蘭連接 | 防爆等級(jí) | Exia Ⅱ CT4 |
| 本體材質(zhì) | SUS321/SUS316 | 顯示方式 | 液晶顯示或無顯示 |
| 公稱壓力 | ≤2.5Mpa | 始動(dòng)流速 | 液體：0.5m/s氣體：5m/s |
四、選型表
| LUGB-- | |||||||||||
| 顯示方式 | 遠(yuǎn)傳型現(xiàn)場無顯示 | 1 | |||||||||
| 現(xiàn)場液晶顯示 | 2 | ||||||||||
| 供電方式 | 內(nèi)藏高能電池 | 1 | |||||||||
| 外部供電 | 2 | ||||||||||
| 輸出信號(hào) | 脈沖信號(hào) | 1 | |||||||||
| 隔離4—20mA(二線制) | 2 | ||||||||||
| RS485/RS232 | 3 | ||||||||||
| 其它通訊方式 | 4 | ||||||||||
| 介質(zhì) | 液體 | 1 | |||||||||
| 氣體 | 2 | ||||||||||
| 蒸汽 | 3 | ||||||||||
| 過熱蒸汽 | 4 | ||||||||||
| 介質(zhì)溫度 | L | ||||||||||
| H | |||||||||||
| 液體公稱通徑 其它口徑另議 | DN15 | 015 | |||||||||
| DN25 | 025 | ||||||||||
| DN40 | 040 | ||||||||||
| DN50 | 050 | ||||||||||
| DN65 | 065 | ||||||||||
| DN80 | 080 | ||||||||||
| DN100 | 100 | ||||||||||
| DN125 | 125 | ||||||||||
| DN150 | 150 | ||||||||||
| DN200 | 200 | ||||||||||
| DN250 | 250 | ||||||||||
| DN300 | 300 | ||||||||||
| 連接方式 | 法蘭連接 | 1 | |||||||||
| 卡裝連接 | 2 | ||||||||||
| 補(bǔ)償方式 | 需要補(bǔ)償 | R | |||||||||
| 不需要補(bǔ)償 | NR | ||||||||||
| 精度等級(jí) | 0.5液體 | 1 | |||||||||
| 氣體 | 2 | ||||||||||
| 1.5蒸汽帶補(bǔ)償 | 3 | ||||||||||
液體在工況下的測量范圍(m3/h)
流量為可測流量，并不表示能夠滿足測量精度。
飽和蒸汽流量測量范圍表
流量為可測流量，并不表示能夠滿足測量精度。
氣體在工況下的測量范圍(m3/h)
注：當(dāng)測量介質(zhì)為過熱蒸汽時(shí)，請查閱表五對(duì)應(yīng)溫度、壓力下的工況密度，然后再根據(jù)此密度查閱表四對(duì)應(yīng)密度下不同口徑渦街的流量范圍。
壓力為壓力，密度單位為kg/m3
壓力損失估算
口徑選畢, 應(yīng)壓力損失對(duì)工藝管線的影響, 由下式估算:
Dp = 1.25 V2
其中: Dp-------壓力損失, Pa -------被測介質(zhì)密度, Kg/m3 V-------管道內(nèi)平均流速, m/s
五、 安裝要求
5.1儀表不應(yīng)安裝在有強(qiáng)烈震動(dòng)的管道上，否則影響測量精度。若必須安裝在震動(dòng)管道上，應(yīng)采取減震措施，如：在上游2D附近加裝管道支撐點(diǎn)；在滿足直管段要求前提下，加撓性管過渡等。
5.2上游側(cè)和下游側(cè)應(yīng)盡可能留出較長的直管段以及溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)取壓和取溫點(diǎn)見下圖。
5.3 渦街流量計(jì)可垂直、水平或傾斜安裝在管道上,對(duì)垂直安裝的流量計(jì),流體流向必須自下而上。當(dāng)測量液體時(shí), 流量計(jì)管道內(nèi)必須充滿液體。
5.4 管道內(nèi)徑應(yīng)盡可能與流量計(jì)的內(nèi)徑一致。若不一致,應(yīng)采用比流量計(jì)內(nèi)徑略大的管道。管道內(nèi)徑、流量計(jì)內(nèi)徑與密封墊三者必須安裝同心, 密封墊不得凸入管道內(nèi)。
5.5 對(duì)于夾裝式儀表,焊接在前后直管段上的法蘭,其端面應(yīng)與管道垂直,且兩邊法蘭上的螺栓孔要對(duì)準(zhǔn),管道內(nèi)表面要光滑。
5.6 新的管線在安裝儀表后,必須小心清洗,以免損壞儀表。在裝入儀表時(shí),應(yīng)使其上的流向標(biāo)志與管道內(nèi)流體流向一致。
5.7 對(duì)于測量小于DN65口徑的蒸汽管道，如管道較長，必須應(yīng)該在流量計(jì)前端安裝疏水器或者安裝排水閥，并在開氣前排空管內(nèi)積水，否則有可能因?yàn)樗N現(xiàn)象打壞探頭。
六、24VDC外部供電、帶4—20毫安隔離輸出的現(xiàn)場顯示型流量計(jì)的設(shè)定和調(diào)試
電路系統(tǒng)由液晶顯示板1、前電路板2和后電路板3組成，液晶顯示板插在前電路板上（圖2）,可方便插拔。
打開儀表前蓋5看到的是液晶顯示板和前電路板,前電路板四周有鍵盤和各種可供用戶調(diào)整的電位器、跳線開關(guān)。出廠前 ，各個(gè)電位器和跳線開關(guān)均設(shè)定好, 內(nèi)部連線均已接好，待儀表按安裝要求裝入管道后 ，接好雙芯電纜,接通24伏電源, 儀表便能投入運(yùn)行。
圖2 電路板的相對(duì)位置 圖3 前電路板
1----液晶板 2----前電路板 1---- 液晶板 2----液晶插座
3----后電路板 4----接線端子 3----電流調(diào)試跳線 4----4毫安電位器
5----前蓋 6----后蓋 5----20毫安電位器 6----按鍵(3只)
7----進(jìn)線孔 8----支架孔 7----觸發(fā)電位器 8----增益電位器
9---脈沖輸出跳線10---輸入信號(hào)跳線
電纜的連接:
采用AVPV 2 * 0.5mm2 雙芯屏蔽電纜經(jīng)進(jìn)線孔進(jìn)入,按圖4進(jìn)行接線.
為抗電磁干擾,24伏供電電源的負(fù)端必需良好接地!如需取出1—5伏電壓輸出信號(hào),可按圖示接入250歐精密電阻。
若要檢定流量表的流量系數(shù),可如圖中虛線所示從P端子將流量脈沖信號(hào)引出,接至校驗(yàn)設(shè)備中。注意此時(shí)應(yīng)在前電路板上方的跳線9中插入跳線插頭，使脈沖放大電路的電源接通，才有脈沖輸出。
★ 檢定畢，必須將該跳線插頭拔下！否則電流輸出無效。
參數(shù)設(shè)定與調(diào)試
6.1按鍵的設(shè)定操作
| 序號(hào) | 按鍵說明 | 操作內(nèi)容 | 修改內(nèi)容 |
| 1 | F | 顯示 SET C,要求設(shè)定或修改儀表系數(shù)C。 此時(shí)會(huì)先顯出原有儀表系數(shù)值。 | 設(shè)定范圍為0.01－999999.99 |
| 2 | 修改參數(shù) 或按F到3 | 按“+1”鍵增加數(shù)值，按“》”鍵右移閃爍位。 設(shè)定、修改畢，按“F”鍵確認(rèn)后， 顯示 C PASS ， 表示C值已通過。 | 按”+1”鍵,閃爍位自動(dòng)加 1,一直加到數(shù) 值合適后,按 “》” 鍵使閃爍位右移,以便 設(shè)定下一位。如需增加儀表系數(shù)位數(shù),可 連續(xù)操作 “》” 鍵,閃爍位在移至位 后會(huì)轉(zhuǎn)到位,以便對(duì)高位設(shè)定。 |
| 3 | 顯示 SET CUT 及原有小流量切除值， 示意可進(jìn)行設(shè)定或修改。 | 設(shè)定范圍為0.01－999999.99 | |
| 4 | 修改參數(shù) 或按F到5 | 按“+1”鍵、“》”鍵改變小流量切除值。 改畢，按“F”鍵確認(rèn)，隨即顯示 | 設(shè)定數(shù)值方法同2 |
| 5 | 顯示FL¯ ¯，表示需要設(shè)定流量上限, 此時(shí)會(huì)先顯出原有FL¯ ¯值. | 20mA輸出對(duì)應(yīng)的流量數(shù)值 | |
| 6 | 修改參數(shù) 或按F到7 | 按“+1”鍵、“》”鍵改變流量上限值,改畢， 按“F”鍵確認(rèn)，隨即顯示FL¯ ¯ PASS , 表示通過。 | 設(shè)定數(shù)值方法同2 |
| 7 | 顯End并閃爍，意即問詢是否操作結(jié)束？ | ||
| 8 | 清累計(jì)流量 | 同時(shí)按“F”和“》”鍵5秒以上， 出現(xiàn)8個(gè)閃爍0，若按“F”鍵確認(rèn)，就清除累積總量 | 顯示 “End” 閃爍后,同時(shí)按下 “F” 鍵 與 “》” 鍵5秒以上,顯出8個(gè)閃爍的 “0”,詢問是否確要清總量,若臨時(shí)改變主 意,,按下除 “F” 鍵以外的其他鍵,退出 清總量操作；如確要清除,按 “F” 鍵認(rèn) 可。 清除總量后,存入EEPROM并自動(dòng) 恢復(fù)正常測量顯示。 |
| 9 | 單獨(dú)按“F”鍵,確認(rèn)操作束 |
6.2 流量計(jì)現(xiàn)場調(diào)零
流量計(jì)在出廠時(shí)已調(diào)好,一般不必調(diào)整。如果現(xiàn)場工況有較大變化,可參照下述方法進(jìn)行傳感器調(diào)零:
合上儀表電源,關(guān)閉管道閥門,將電位器W2(圖3之7)逆時(shí)針調(diào)到頭,此時(shí)雖然沒有流量，但因干擾的存在，傳感器仍有微小輸出。慢慢順時(shí)針調(diào)W2 ,直到剛好無輸出即可。打開閥門,儀表應(yīng)正常工作。
6.3 輸出電流的調(diào)整
為了簡便、快捷,在前電路板右下方設(shè)置了一個(gè)跳線開關(guān)(圖3之3),平時(shí)測量時(shí),跳線插頭必須拔下。當(dāng)插上跳線插頭時(shí),儀表會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于流量下限(0)和流量上限(即所設(shè)定的FLˉˉ)的電流信號(hào),如果在輸出回路串入250歐精密電阻（參閱圖4）,會(huì)量得在1伏與5伏間交替變動(dòng)的電壓,周期約20秒,可從容地反復(fù)調(diào)節(jié)后電路板上標(biāo)有”4mA”,”20mA”的兩個(gè)電位器，至電壓恰為下限1伏、上限5伏（亦即下限達(dá)4毫安，上限達(dá)20毫安）為止。
★ 調(diào)整畢，務(wù)必把該跳線插頭拔下！
前電路板上方有一組跳線開關(guān)10，供輸入信號(hào)選擇用，工作時(shí)必須將跳線插頭插在左方 “測”的位置。如插到“2KHZ”一側(cè)，儀表將自動(dòng)接入2048Hz 的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)代替渦街傳感器的頻率信號(hào),用以檢查儀表。
★注意工作時(shí)務(wù)必將跳線插頭插回 “測” 的位置! 否則不能測量。
6.4 故障排除
故 障 管道中有流量，但流量顯示為0
排除步驟 1. 確認(rèn)管道中確實(shí)有流量,且大于可測流量下限。
2．檢查小流量切除值的設(shè)定是否過大。
3．若管道流量正常，按8.2的辦法調(diào)后電路板上的電位器W2, 如變得有輸出和顯示,說明工作已基本正常。
4．如仍無輸出，將前電路板上方的跳線開關(guān)(10)插向右方，此時(shí)若流量仍顯0，累積量又無變化，說明前電路板有問題，應(yīng)考慮更換。
5．如果第4項(xiàng)試驗(yàn)中，累積值有規(guī)律地增長，則問題仍出在后電路板或傳感頭。
6．判斷傳感頭好壞。將傳感頭兩引線從后電路板下方的端子中拆下，用萬用 表測傳感頭兩引線阻值，以及傳感頭兩引線分別對(duì)外殼的阻值，均應(yīng)大于2MΩ，否則需更換傳感頭。如果傳感頭正常，那么，后電路板就要考慮更換了。
故 障 管道中并無流量，但顯示值在變化
排除步驟 1. 查看儀表安裝位置是否震動(dòng)過大，若震動(dòng)大，應(yīng)參照三. 2的方法進(jìn)行
減震。
2. 順時(shí)針調(diào)電位器W2,直至放大器剛好無輸出,使流量顯示回零。
故 障 液晶顯示屏顯示刷新速度猛增
排除步驟 關(guān)機(jī),重新啟動(dòng)。如未見效,再重復(fù)多次。
故 障 液晶顯示屏暗淡不清
排除步驟 關(guān)機(jī),重新啟動(dòng)。如未見效,通知廠方處理。
故 障 液晶顯示屏右側(cè)光柱交替變?nèi)粱蛉?電流輸出亦在最小間跳動(dòng)
排除步驟 此因電流調(diào)試用跳線插頭(圖3之3)沒有拔下。將它拔下即可。
七、現(xiàn)場無顯示脈沖輸出渦街流量計(jì)接線示意圖
注：此接線圖適用范圍如下（可測量不補(bǔ)償氣體以及液體）
脈沖輸出配普通積算儀接線方式
V+：電源＋12VDC或者24VDC
V+：power supply ＋12VDC or 24VDC
八、脈沖輸出渦街流量計(jì)配溫壓補(bǔ)償系統(tǒng)接線圖
注：此接線圖適用范圍如下（可測量氣體和蒸汽）
