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LUGB系列智能防爆型型涡街流量计
 
一、概 述
    LUGB型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。
    该仪表采用先进的差动技术,配合隔离、屏蔽、滤波等措施,克服了同类产品抗震性差、小信号数据紊乱等问题,并采用了独特的传感器封装技术和防护措施,保证了产品的可靠性。产品有基本型和复合型两种形式,基本型测量单一流量信号;复合型可同时实现温度、压力、流量的测量。每种形式都有整体、分体结构,以适应不同的安装环境。
二、工作原理
    涡街流量计是由设计在流场中的旋涡发生体、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。斯特罗哈尔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:
    f = St × V/d    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(常数)
    这些交替变化的旋涡就形成了一系列交替变化的负压力,该压力作用在检测探头上,便产生一系列交变电信号,经过前置放大器转换、整形、放大处理后,输出与旋涡同步成正比的脉冲频率信号(或标准信号)。
三、仪表特点与用途
    特点:
  ·无可动部件,长期稳定,结构简单便于安装和维护;
  ·采用消扰电路和抗振动传感头,具有一定抗环境振动性能;
  ·采用超低功耗单片微机技术,1节3.2V10AH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;
  ·压力损失小,量程范围宽;
  ·采用EEPROM对累积流量进行掉电保护,保护时间大于10年;
    用途:
    本仪表可广泛用于大、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。
技术参数
 
表1

公称通经(mm) 

 15,20,25,40,50,65,80,100,125,150,200,250,300

仪表材质 

 1Cr18Ni 9Ti

公称压力(Mpa) 

 PN1.6Mpa;PN2.5Mpa; PN4.0Mpa

被测介质温度(℃) 

 -40~+250℃ ;-40~+350℃

环境条件 

 温度-10~+55℃,相对湿度5%~90%,大气压力86~106Kpa

精度等级 

 测量液体:示值的±0.5
 测量气体或蒸汽:示值的±1.0、±1.5

量程比 

 1:10;1:15

阻力损失系数 

 Cd<2.6

输出信号  

 传感器:脉冲频率信号0.1 ~ 3000Hz 低电平≤1V 高电平≥6V
 变送器:两线制4 ~ 20mADC电流信号

供电电源 

 传感器:+12VDC 、+24VDC(可选)
 变送器:+24VDC
 现场显示型:仪表自带3.2V锂电池

信号传输线 

 STVPV3×0.3(三线制),2×0.3(二线制)

传输距离 

 ≤500m

信号线接口 

 内螺纹M20×1.5

防爆等级 

 ExdIIBT6

防护等级 

 IP65

允许振动加速度 

 1.0g

 
仪表选型
 
A.一般液体和气体适用流量范围见表2
表2
口径
(mm)

液体

气体

流量 (m3/h)

频率 (Hz)

流量(m3/h)

频率 (Hz)

20

1~10

40~396

5.5~50

218~1982

25

1.6~16

32~325

8.5~70

172~1420

40

2.5~25

13~130

22~220

115~1147

50

3.5~35

9~93

36~320

96~854

65

6.5~68

8~82

50~480

61~583

80

10~100

6~65

70~640

45~417

100

15~150

5~50

130~1100

43~367

125

27~275

5~47

200~1700

33~290

150

40~400

4~40

280~2240

27~221

200

80~800

3~33

580~4960

24~207

250

120~1200

3~26

970~8000

20~171

300

180~1800

2~22

1380~11000

17~136


     * * 表中频率为理论值。液体使用流量范围的测试条件是常温水(t=20℃,ρ=1000Kg/m3)。气体使用测量范围的测试条件是常温常压的空气(t=20℃,P=101.325Kpa,ρ=1.205 Kg/m3)

  1.      B.已知标准状态下的体积流量换算成工况下的体积流量
一般气体的计量单位常用标准状态体积计量单位,即标准立方米/小时(Nm3/h),简称“标方”。按以下公式先将标准状态体积流量换算成工况状态体积流量,即 立方米/小时 (m3/h)然后再与表2适用流量范围进行比较。

     式中:Q:被测介质工况状态下的体积流量。(m3/h)
           Q:被测介质标况状态下的体积流量。(Nm3/h,20℃,0.1013MPa绝对压力下)
           T:被测介质工况状态下的介质温度。(293.15K)
           P:被测介质工况状态下的介质压力,表压。(MPa)

  1.      C.对于饱和蒸汽,可按表3所给质量流量的范围对照选取。
         D.对于过热蒸汽,则应先对照过热蒸汽表(表4)查出其相应温度及压力(取绝对压力:表压+1)下的密度值,然后根据给定的质量流量通过下式计算出对应的体积流量,再与表2相应口径气体流量对照选型。
        
    饱和蒸汽的流量范围
    表3

    绝对压力
    MPa

    0.2

    0.3

    0.4

    0.5

    0.6

    0.7

    0.8

    0.9

    1.0

    1.1

    1.2

    1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 流量
    单位

    温度°C

    120

    133

    144

    152

    159

    165

    170

    175

    180

    184

    189

    192

    195

    198

    201

    204

    密度Kg/m3

    1.13

    1.66

    2.18

    2.67

    3.17

    3.67

    4.16

    4.66

    5.15

    5.64

    6.13

    6.62

    7.11

    7.6

    8.09

    8.58

    DN20

    Qmin

    6.22

    9.13

    12

    14.7

    17.4

    20.2

    23

    25.6

    28.3

    31

    33.7

    36.4

    39

    41.8

    44.5

    47.2

    Kg/h

    Qmax

    56.5

    83

    43.6

    133.5

    158.5

    183.5

    208

    233

    257.5

    282

    306.5

    331

    355.5

    380

    404.5

    429

    DN25

    Qmin

    9.6

    14

    18.53

    22.7

    27

    31.2

    35.3

    39.6

    43.7

    48

    52

    56.2

    60.4

    64.6

    68.7

    72.9

    Qmax

    79.1

    116.2

    152.6

    186.9

    222

    256.9

    291.2

    326.2

    360.5

    394.8

    429.1

    463.4

    498

    532

    566.3

    600.6

    DN40

    Qmin

    24.9

    36.5

    48

    58.7

    69.7

    80.7

    91.5

    102.5

    113

    124

    135

    145.6

    156.4

    167.2

    180

    188.8

    Qmax

    249

    365

    480

    587

    697

    807

    915

    1025

    1130

    1240

    1350

    1456

    1564

    1672

    1800

    1888

    DN50

    Qmin

    40.7

    59.8

    78.5

    96

    114

    132

    150

    168

    185

    203

    221

    238

    256

    274

    291

    309

    Qmax

    362

    531

    698

    854

    1014

    1174

    1331

    1491

    1648

    1805

    1962

    2118

    2275

    2432

    2589

    2746

    DN65

    Qmin

    56.5

    83

    109

    133.5

    158.5

    183.5

    208

    233

    257.5

    282

    306.5

    331

    355.5

    380

    404.5

    429

    Qmax

    542

    797

    1046

    1282

    1522

    1762

    1997

    2237

    2472

    2707

    2942

    3178

    3413

    3648

    3883

    4118

    DN80

    Qmin

    79

    116

    153

    187

    222

    257

    291

    326

    361

    395

    429

    463

    498

    532

    566

    600

    Qmax

    723

    1062

    1395

    1709

    2029

    2349

    2662

    2982

    3296

    3610

    3923

    4237

    4550

    4864

    5178

    5491

    DN100

    Qmin

    147

    216

    283

    347

    412

    477

    541

    606

    670

    733

    797

    861

    924

    988

    1052

    1115

    Qmax

    1243

    1826

    2398

    2937

    3487

    4037

    4576

    5126

    5665

    6204

    6743

    7282

    7821

    8360

    8899

    9348

    DN125

    Qmin

    226

    332

    436

    534

    634

    734

    832

    932

    1030

    1128

    1226

    1324

    1422

    1520

    1618

    1716

    Qmax

    1921

    2822

    3706

    4539

    5389

    6239

    7022

    7922

    8755

    9588

    10421

    11254

    12087

    12920

    13753

    14586

    DN150

    Qmin

    316

    465

    610

    748

    888

    1028

    1165

    1305

    1442

    1579

    1716

    1854

    1991

    2128

    2265

    2402

    Qmax

    2531

    3718

    4883

    5981

    7101

    8221

    9318

    10438

    11536

    12634

    13731

    14829

    15926

    17024

    18122

    19209

    DN200

    Qmin

    655

    963

    1264

    1549

    1839

    2129

    2413

    2703

    2987

    3271

    3555

    3840

    4124

    4408

    4692

    4976

    Qmax

    5605

    8234

    10813

    13243

    15723

    18203

    20634

    23114

    25544

    27974

    30405

    32835

    35266

    37696

    40126

    42557

    DN250

    Qmin

    1096

    1610

    2115

    2590

    3075

    3560

    4035

    4520

    4996

    5471

    5946

    6421

    6683

    7322

    7847

    8323

    Qmax

    9040

    13280

    17440

    21360

    25360

    29360

    33280

    37280

    41200

    45120

    49040

    52960

    56880

    60800

    64720

    68640

    DN300

    Qmin

    1560

    2290

    3008

    3684

    4375

    5056

    5741

    6431

    7107

    7783

    8459

    9136

    9812

    10488

    11164

    11840

    Qmax

    12430

    18260

    23980

    29370

    34870

    40370

    45760

    51260

    56650

    62040

    67430

    72820

    78210

    83600

    88990

    93480

    过热蒸汽密度表
    表4

    140

    180

    220

    260

    300

    340

    380

    420

    460

    0.15

    0.78

    0.71

    0.65

    0.6

    0.56

    0.52

    0.49

    0.46

    0.44

    0.2

    1.05

    0.95

    0.87

    0.8

    0.75

    0.7

    0.65

    0.62

    0.58

    0.25

    1.32

    1.19

    1.09

    1

    0.93

    0.87

    0.82

    0.77

    0.73

    0.3

    1.59

    1.43

    1.31

    1.21

    1.12

    1.05

    0.98

    0.93

    0.87

    0.36

    1.92

    1.73

    1.58

    1.45

    1.35

    1.26

    1.18

    1.11

    1.05

    0.4

     

    1.93

    1.75

    1.62

    1.5

    1.4

    1.31

    1.23

    1.16

    0.5

     

    2.42

    2.2

    1.99

    1.88

    1.72

    1.64

    1.54

    1.46

    0.6

     

    2.93

    2.66

    2.44

    2.26

    2.1

    1.97

    1.85

    1.75

    0.7

     

    3.44

    3.11

    2.86

    2.64

    2.46

    2.3

    2.16

    2.04

    0.8

     

    3.96

    3.58

    3.27

    3.02

    2.82

    2.64

    2.48

    2.34

    0.9

     

    4.5

    4.04

    3.69

    3.41

    3.17

    2.98

    2.79

    2.63

    1

     

    5.04

    4.52

    4.12

    3.8

    3.53

    3.5

    3.1

    2.93

    1.4

     

     

    6.46

    5.85

    5.37

    4.98

    4.65

    4.37

    4.05

    1.8

     

     

    8.51

    7.64

    7

    6.46

    6.02

    5.64

    5.31

    2

     

     

    9.58

    8.56

    7.81

    7.21

    6.71

    6.28

    5.91

    2.4

     

     

     

    10.45

    9.48

    8.72

    8.1

    7.57

    7.12

    2.8

     

     

     

    12.41

    11.19

    10.26

    9.51

    8.88

    8.34

    3.2

     

     

     

    14.46

    12.94

    11.83

    10.94

    10.2

    9.57

    3.6

     

     

     

    16.61

    14.76

    13.43

    12.39

    11.54

    10.91


G.选型谱表
表5

型号

说明

LUGB—

连接方式

1

 

 

 

 

 

 法兰接连

2

 法兰夹装
测量介质

1

 气体

2

 液体

3

 蒸汽

公称通径

01

 15mm

02

 20mm

03

 25mm

04

 40mm

05

 50mm

06

 65mm

08

 80mm

10

 100mm

12

 125mm

15

 150mm

20

 200mm

25

 250mm

30

 300mm

结构形式

Z

 一体式仪表

F  分体式仪表

转换器类型

N

 传感器型:+12V或24V供电,输出三线制脉冲信号

A

 变送器型:+24V供电,输出二线制4~20mA

B

 智能型:锂电池供电,现场显示无信号输出

C

 智能型:+24V供电,现场显示并输出二线制4~20mA

C1

 智能型:+24V供电,现场显示并带有RS486通讯协议

防爆等级

N

 标准型,不防爆

E

 隔爆型,ExdIIBT6

例:选用一台法兰卡装式防爆型涡街流量计测量蒸汽,管道为DN50、现场需要显示流量并远传电流信号,其产品型号应为:LUGB-2305ZCE
安装尺寸
 
图1 结构形式

图2 安装尺寸

表6

口径(D)

管道规格

H

L

L0

D1

D2

15

Φ19×1.5

290

116

80

68

135

20

Φ26×3

290

116

80

68

135

25

Φ32×3.5

290

116

80

68

135

32

Φ39×3.5

290

116

80

68

135

40

Φ49×4.5

295

120

80

80

140

50

Φ59×4.5

300

124

80

88

145

65

Φ74×4.5

308

128

80

105

165

80

Φ89×4.5

315

128

80

120

180

100

Φ109×4.5

328

132

80

148

210

125

Φ133×4.5

340

137

85

174

235

150

Φ159×4.5

351

146

90

196

270

200

Φ219×9

378

169

105

250

325

250

Φ273×11

  402

184

120

300

375

300

Φ325×12

428

199

135

350

425


3、流量计与管道的安装形式(见图4-图8 )
图4 夹装法兰式安装

图5 T型测量管式安装

图6 I型测量管式安装

图7 缩径管式安装

图8 扩径管式安装
 
 
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