涡街流量计
时间：2011-06-30 阅读：1126
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江苏恒辉仪表有限公司 -
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HLUG型涡街流量计广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对过热蒸汽、饱和蒸汽、压缩空气和一般气体（氧气、氮气氢气、天然气、煤气等） 、水和液体（如：水、汽油、酒精、苯类等）的计量和控制。
HLUG系列,主要用于工业管道介质流体的流量测量,如气体、液体、蒸气等多种介质。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流体密度、压力、温度、粘度等参数的影响。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-20℃～+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*、理想的流量仪表。
主要技术指标
表（一）
| 公称通径（mm） | 25，40，50，65，80，100，125，150，200，250，300，（300～1000插入式） |
| 公称压力（MPa） | DN25-DN200 4.0（>4.0协议供货），DN250-DN300 1.6（>1.6协议供货） |
| 介质温度（℃） | 压电式：-40～260，-40～320；电容式： -40～300, -40～400，-40～450（协议订货） |
| 本体材料 | 1Cr18Ni9Ti，（其它材料协议供货） |
| 允许振动加速度 | 压电式:0.2g 电容式:1.0～2.0g |
| 度 | ±1%R，±1.5%R，±1FS；插入式：±2.5%R，±2.5%FS |
| 范围度 | 1：6～1：30 |
| 供电电压 | 传感器：+12V DC，+24V DC；变送器：+12V DC ，+24V DC；电池供电型：3.6V电池 |
| 输出信号 | 方波脉冲（不包括电池供电型）：高电平≥5V，低电平≤1V；电流：4～20mA |
| 压力损失系数 | 符合JB/T9249标准 Cd≤2.4 |
| 防爆标志 | 本安型：ExdⅡia CT2-T5隔爆型：ExdⅡCT2-T5 |
| 防护等级 | 普通型IP65 潜水型 IP68 |
| 环境条件 | 温度-20℃～55℃，相对湿度5%～90%，大气压力86～106kPa |
| 适用介质 | 气体、液体、蒸汽 |
| 传输距离 | 三线制脉冲输出型：≤300m，两线制标准电流输出型 （4～20mA）：负载电阻≤750Ω |
◆测量介质： 气体、液体、蒸气
◆口径规格 法兰卡装式口径选择 25,32,50,80,100
◆法兰连接式口径选择 100,150,200
◆流量测量范围 正常测量流速范围 雷诺数1.5×104～4×106；气体5～50m/s; 液体0.5～7m/s
正常测量流量范围 液体、气体流量测量范围见表2； 蒸气流量范围见表3
◆测量精度 1.0级 1.5级
◆被测介质温度:常温–25℃～100℃
◆高温–25℃～150℃ -25℃～250℃
◆输出信号 脉冲电压输出信号 高电平8～10V 低电平0.7～1.3V
◆脉冲占空比约50%,传输距离为100m
◆脉冲电流远传信号 4～20 mA,传输距离为1000m
◆仪表使用环境 温度:-25℃～+55℃ 湿度:5～90% RH50℃
◆材质 不锈钢, 铝合金
◆电源 DC24V或锂电池3.6V
◆防爆等级 本安型iaIIbT3-T6
防护等级 IP65
产品选型
| 代号 | 通径 | 流量范围㎡/h | ||||||
| HLUG-25 | DN25 | 1~10（液体） | 25~60（气体） | 蒸汽流量请查看说明书，DN300以上推荐使用插入式 | ||||
| HLUG-32 | DN32 | 1.5~18（液体） | 15~150（气体） | |||||
| HLUG-40 | DN40 | 2.2~27（液体） | 22.6~150（气体） | |||||
| HLUG-50 | DN50 | 4~55（液体） | 35~350（气体） | |||||
| HLUG-80 | DN80 | 9~135（液体） | 90~900（气体） | |||||
| HLUG-100 | DN100 | 14~200（液体） | 140~1400（气体） | |||||
| HLUG-150 | DN150 | 32~480（液体） | 300~3000（气体） | |||||
| HLUG-200 | DN200 | 56~800（液体） | 550~5500（气体） | |||||
| | 代号 | 功能1 | ||||||
| N | 无温压补偿 | |||||||
| Y | 有温压补偿 | |||||||
| | 代号 | 输出型号 | ||||||
| F1 | 4-20mA输出（二线制） | |||||||
| F2 | 4-20mA输出（三线制） | |||||||
| F3 | RS485通讯接口 | |||||||
| | 代号 | 被测介质 | ||||||
| J1 | 液体 | |||||||
| J2 | 气体 | |||||||
| J3 | 蒸汽 | |||||||
| | 代号 | 连接方式 | ||||||
| L1 | 法兰卡装式 | |||||||
| L2 | 法兰连接式 | |||||||
| | 代号 | 功能2 | ||||||
| E1 | 1.0级 | |||||||
| E2 | 1.5级 | |||||||
| T1 | 常温 | |||||||
| T2 | 高温 | |||||||
| T3 | 蒸汽 | |||||||
| P1 | 1.6MPa | |||||||
| P2 | 2.5MPa | |||||||
| P3 | 4.0MPa | |||||||
| D1 | 内部3.6V供电 | |||||||
| D2 | DC24V供电 | |||||||
| B1 | 不锈钢 | |||||||
| B2 | 碳钢 | |||||||
原理
在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡，如右图所示，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，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：
设旋涡的发生频率为f，被测介质平均流速为 ，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，即可得到以下关系式：
f=SrU1/d=SrU/md （1）
式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
Sr--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
式中 U1--旋涡发生体两侧平均流速，m/s；
Sr--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
管道内体积流量qv为
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr （2）
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 （3）
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。
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ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为
qv=πD2U/4=πD2mdf/4Sr （2）
K=f/qv=[πD2md/4Sr]-1 （3）
式中 K--流量计的仪表系数，脉冲数/m3（P/m3）。
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ReD=2×104～7×106范围内，Sr可视为常数，这是仪表正常工作范围。当测量气体流量时，VSF的流量计算式为
（4）
图2 斯特劳哈尔数与雷诺数关系曲线
式中 qVn，qV--分别为标准状态下（0oC或20oC，101.325kPa）和工况下的体积流量，m3/h；
Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；
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，VSF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量还是有直接影响的。
Pn，P--分别为标准状态下和工况下的压力，Pa；
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，VSF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量还是有直接影响的。
便是依据卡门旋涡原理进行封闭管道流体流量测量的新型流量计。因其具有良好的介质适应能力，无需温度压力补偿即可直接测量蒸汽、空气、气体、水、液体的工况体积流量，配备温度、压力传感器可测量标况体积流量和质量流量，是节流式流量计的理想替代产品。
为提高的耐高温及抗振动性能，我公司新近开发出了HLUG改进型涡街流量传感器，因其*的结构和选材使该传感器可在高温（350℃）、强振动（≤1g）的恶劣工况下使用。
在实际应用中，往往zui大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，zui小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的*工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器，具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用，其结构尺寸小，仅为工艺管内径的1/3，与作成一体，不仅不需要另外附加一段直管段，还可以降低对工艺管直管段的要求，安装非常方便。
为提高的耐高温及抗振动性能，我公司新近开发出了HLUG改进型涡街流量传感器，因其*的结构和选材使该传感器可在高温（350℃）、强振动（≤1g）的恶劣工况下使用。
在实际应用中，往往zui大流量远低于仪表的上限值，随着负荷的变化，zui小流量又往往会低于仪表的下限值，仪表并非工作在它的*工作段，为了解决这一问题，通常采用在测量处缩径提高测量处的流速，并选用较小口径的仪表以利于仪表的测量，但是这种变径方式必须在变径管与仪表间有长度为15D以上的直管段进行整流，使加工、安装都不方便。我公司研制的纵断面形状为圆弧的LGZ变径整流器，具有整流、提高流速及改变流速分布多重作用，其结构尺寸小，仅为工艺管内径的1/3，与作成一体，不仅不需要另外附加一段直管段，还可以降低对工艺管直管段的要求，安装非常方便。
为了使用方便，电池供电的本地显示型采用微功耗*，采用锂电池供电可不间断运行一年以上，节省了电缆和显示仪表的采购安装费用，可就地显示瞬时流量、累积流量等。温度补偿一体型还带有温度传感器，可以直接测量出饱和蒸汽的温度并计算出压力，从而显示饱和蒸汽的质量流量。温压补偿一体型带有温度、压力传感器，用于气体流量测量可直接测量出气体介质的温度和压力，从而显示气体的标况体积流量。
安装要求：
1、可安装在室内或室外。如安装在地井里，且有水淹的可能，应选择潜水型传感器或变送器。
2、在管道上可以水平，垂直或倾斜安装，但当测量液体时，管道内必须充满液体。因此在垂直或倾斜管道上安装，液体的流动方向应自下向上。
3、的上游侧和下游侧应留有较长的直管段，要求的上下游直管段长度随管道状况不同而异。的上游应尽量避免安装调节阀或半开阀门，应将调节阀或半开阀门安装在流量计下游5D以后。
4、安装的管道内径必须与流量计内径一致，否则必须变径。
5、在设计管道时，传感器或变送器的上端zui少应留500mm的空间，以方便调试和检修。