插入式涡街流量计

2023-08-16 08:47来源：互联网 [ 大中小 ]

插入式涡街流量计

插入式涡街流量计HNLUCB型插入式涡街流量计主要用于各种行业工业管道中大口径气体、液体、蒸汽介质流体的流量测量插入式涡街流量计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。插入式涡街流量计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...

1概述

插入式涡街流量计 JHLUCB型插入式涡街流量计主要用于各种行业工业管道中大口径气体、液体、蒸汽介质流体的流量测量,插入式涡街流量计特点是压力损失小,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。插入式涡街流量计采用压电应力式传[1]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,是一种比较先进、理想的流量仪表。。

JHLUCB 型插入式涡街流量计防爆型，符合GB3836-83《爆炸性环境用防爆电气设备》的有关规定，防爆标志为ExdIIBT6。

[2]插入式涡街流量计的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，设计出佳的探头形状、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。

2简介

按国际标准化组织ISO7145（在环形截面封闭管道中的流体流量测定一在截面一点的速度测量法），采用埋入压电晶体的涡街测速探头，插入大口径工业管道内，将卡门旋涡频率转换为与流量成正比的电流或电压脉冲信号或4～20mADC电流信号。[3]

3工作原理

按国际标准化组织IS07145(在环形截面封闭管道中的流体流量测定—在截面一点的速度测量法)，采用埋入压电晶体的涡街测速探头，插入大口径工业管道内，将卡门旋涡频率转换为与流量成正比的电流或电压脉冲信号或4～20mADC电流信号。

4特点

1、可测量蒸汽,气体,液体的体积流量和质量流量；

2、无机械运动部件,测量精度高,结构紧凑维护方便；

3、压力损失小,量程范围宽；范围度达1:25；

4、采用消扰电路和抗振传感头；

5、采用消扰电路和抗振传感头，使仪表具有一定抗环境振动性能；

6、可测介质温度达+250℃。

7、可实现不断流拆装传感器，可实现放大器与传感器分离（分离距离15m）；

8、SSP自适应频谱波技术小漩涡采集模块化设计保证产品的高可靠性和一致性

9、内置完善的抗干扰多级保护电路有效消除振动干扰温度压力检测及补偿单元

10、兼有二线电流和三线脉冲输出功能具备HART功能可远程参数设置和调试[4]

5仪表优点

可实现不断流拆装传感器，可实现放大器与传感器分离

仪表具有一定抗环境振动性能

压损小，约为孔板流量计的1/4，属于节能流量仪表

无可动部件，长期稳定，结构简单便于安装和维护

可测介质温度达+250℃[5]

6适用范围

[6]涡街流量计广泛适用于石油、化工、冶金、热力、纺织、造纸等行业对饱和蒸汽、过热蒸汽、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（水、汽油、酒精、苯类等）计量和控制

则在流体流过旋涡发生体两侧时交替产生有规律的旋涡，智能涡街流量计流体中设置三角柱形旋涡发生体。规定的雷诺数范围内，旋涡的发生频率与流速成正比，置于三角柱后侧的探头可检测出旋涡的发生频率因而可计算出流体的流量。

涡街流量计的种类和适用范围

1 LUGB/E 系列满管型压电 / 电容式涡街流量仪表

2 LUGB/E 系列插入型压电 / 电容式涡街流量仪表

3 LUGB/E 系列电池供电一体化涡街流量仪表

4 潜水型 / 分体型涡街流量仪表

5 HY-2008 型智能流量积算仪

7选型设计

涡街流量计作为一种新型流量计，80年代中期以来发展较快，它在流量测量方面有着诸多的优点和长处，在现代流量测量中应用越来越广泛。在国内使用涡街流量计进行流量测量也愈来愈得到重视，目前我国已有性能优良并有自主知识产权的产品系列。涡街流量计是基于流体振动发展起来的，根据旋涡的不同，检测方式从热丝式、热敏式逐渐发展了应力式、磁敏式及差动开关电容式、超声波式等。涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合，不仅可用于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。与涡轮流量计相比，涡街流量计没有可动的机械部件，维护工作量小，仪表常数稳定；与孔板式流量计相比，涡街流量计测量范围大，压力损失小，准确度高，安装与维护简单。但涡街流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。

涡街流量计的原理是在流量计管道中，设置一滞流件，当流体流经滞流件时，由于滞流件表面的滞流作用等原因，在其下游会产生两列不对称的旋涡，这些旋涡在滞流件的侧后方分开，形成所谓的卡门（Karman）旋涡列，两列旋涡的旋转方向是相反的，卡门从理论上证明了当h/L=0.281（h为两旋涡列之间的宽度，L为两个相邻旋涡间的距离）时，旋涡列是稳定的雷诺数Re是表征粘性流体流动特性的一个无量纲数，其物理意义是流体流动的惯性力与粘滞力的比值。因此，流体的流动状态对涡街流量计的使用也有一定的影响。如果环境参数对流体流动状态有影响也会影响到涡街流量计的使用性能。

经过实践，如下几个方面对涡街流量计的使用都有影响，应对这些问题进行分析。

（1）涡街流量计的测量范围较大，一般10：1，但测量下限受许多因素限制：Re＞10 000是涡街流量计工作的基本条件，除此以外，它还受旋涡能量的限制，介质流速较低，则旋涡的强度、旋转速度也低，难以引起传感元件产生响应信号，旋涡频率f也小，还会使信号处理发生困难。测量上限则受传感器的频率响应（如磁敏式一般不超过400Hz）和电路的频率限制，因此设计时一定要对流速范围进行计算、核算，根据流体的流速进行选择。使用现场环境条件复杂，选型时除注意环境温度、湿度、气氛等条件外，还要考虑电磁干扰。在强干扰如高压输电电站、大型整流所等场合，磁敏式、压电应力式等仪表不能正常工作或不能准确测量。

（2）振动也是该类仪表的一大劲敌。因此在使用时注意避免机械振动，尤其是管道的横向振动（垂直于管道轴线又垂直旋涡发生体轴线的振动），这种影响在流量计结构设计上是无法抑制和消除的。由于涡街信号对流场影响同样敏感，故直管段长度不能保证稳定涡街所必要的流动条件时，是不宜选用的。即使是抗振性较强的电容式、超声波式，保证流体为充分发展的单向流，也是不可忽略的。[7]

8产品安装示意图

插入式涡街流量计分析图

[8]插入式涡街流量计按国际标准化组织IS07145(在环形截面封闭管道中的流体流量测定—在截面一点的速度测量法)，采用埋入压电晶体的涡街测速探头，插入大口径工业管道内，将卡门旋涡频率转换为与流量成正比的电流或电压脉冲信号或4～20mADC电流信号。下面我们就插入式涡街流量计的安装方式做个简单的介绍。

简易插入式涡街流量计结构见图8，球阀插入式涡街流量计结构见图9，当松动六角螺钉，转动把手将测头提高到球阀以上时，关闭球阀，实现不断流检修。

插入式涡街流量计安装特殊要求

1、插入式涡街流量计安装垂直度不大于±5°

2、测头应插入被测管道的中心位置，其轴线偏离不大于0.02DN

3、测头轴线与被测管道轴线之夹角不大于±5°

4、插入式涡街流量计流向标与流体的流动方向应一致。

9技术参数

参数

执行标准

涡街流量计（JJG1029-2007）[9]

200、250、300、350、400、450、500、600、800、1000、1200、1500

介质温度：-40℃～+250℃

环境温度：-20℃～+60℃

相对湿度：5%～90%

大气压力：86KPa～106KPa

外电源：+24VDC±15%，纹波≤±5%，适用于4-20mA输出、脉冲输出、RS485等内电源：1组3.0V10AH锂电池，电池电压在2.0V～3.0V时均可正常工作。

IP65或更高（可订制）[10]

10LUCB测量范围及工作压力

详细参数

公称通径（mm）

测量范围（m3/h）

公称通径（mm）

测量范围（m3/h）

[11]产品站suremetersflow-metersflow-meter

11插入式涡街流量传感器

JHLUCB型插入式涡街流量计[12][13]表体安装形式

1　JHLU型插入式涡街表体断流拆装式

2　JHLU型插入式涡街表体不断流拆装式

B-可测介质

1　气体、液体、蒸汽通用（只限数字滤波智能示型涡街）

2　测量液体

3　测量气体

4　测量饱和蒸汽、过热蒸汽

O　-涡街口径

JHLUCB型插入式涡街　

口径　 020 ------200mm　 025----------250mm 030----------300mm 035----------350mm 040----------400mm 045----------450mm 050----------500mm ------- ------- 200---------2000mm　

D-输出信号

0　电压脉冲（低电平≤1V，　高电平≥6V，脉宽≥10uS）

1　两线制4-20mA输出（　温压补偿型为三线制）

2　无信号输出现场显示

E-可测高介质温度

0　-40℃…＋150℃

1　-40℃…＋280℃（JHLU型插入式涡街250℃）

2　-40℃…＋350℃（JHLU型插入式涡街不可选）

3　-40℃…＋420℃（只限传感头不断流拆卸型）

F-防爆等级

0　无防爆认证，防护等级为IP54、IP65

1　本安防爆型，防爆等级为ExiaⅡCT4

2　隔爆防爆型，防爆等级为ExdⅡCT6

G-涡街放大器显示形式

0　无现场显示型　（无补偿功能）

1　现场显示型（液晶显示，可显示瞬时流量、累积流量，补偿型还能显示温度、压力、标准流量等）

H-仪表精度等级

0　1.0级（JHLU型，JHLU型需协议供货）

1　0.5级（只限JHLU型涡街）

2　0.2级（只限JHLU型涡街，需协议供货）

3　2.5级（JHLU型插入型涡街型）

4　1.5级（JHLU型插入式涡街需协议供货）

5　低流速型涡街（表体内直接缩径，精度≥1.5级）

I-放大器安装形式

0　表体与放大器不分离型

1　表体与放大器分离型（分离距离≤10米。温度及温压补偿型表体不可选）

2　表体潜水式涡街

J-涡街放大器工作电源

0　12VDC供电

1　24VDC供电

2　3.6V锂电池供电（只限带液晶显示无信号输出型涡街）

3　3.6V锂电池、24VDC电源同时供电（只限带液晶显示有信号输出型涡街）

R- JHLU型插入式涡街表体法兰压力等级

0　PN1.6MPa　

1　PN2.5MPa（压力等级≥2.5　MPa需协议供货）

M-通讯方式

0　无通讯

1　R485通讯（只限智能式放大器）

2　R232通讯（只限智能式放大器）

N-HART协议

0　无HART协议

1　带HART协议（需协议供货）

Q-滤波方式

0　普通方式

1　智能数字滤波方式（需协议供货）

12插入式涡街流量计硬件结构

插入式涡街流量计硬件结构

安装指导

[15]传感器安装上游直管段不低于5D（D表示管径），下游直管段不低于2D。安装方式如下：

1、垂直安装，传感器插入管道时应与管道断面的垂直直径夹角小于5°，适用于测量管道振动小的清洁介质。

2、倾斜安装，其传感器的轴线与被测管道的轴线夹角为45°，适用于大管径且测量介质中含有其它杂质的液体流量测量，该安装方式水阻小，不宜缠挂。传感器插入点有两种方法：一是插入到被测管道的中心轴线上（即1/2倍的管径）；二是插入到管道内壁为管道的1/4处。

13产品结构图

[16]产品结构图/型号

SL-LUG

仪表规格

简易插入式

球阀插入式

拆装方式

断流后拆装

不需断流，关闭球阀后即可拆装

仪表型号

A型

B型

度

±2.5%

显示器

可选

输出信号

可选：脉冲或4-20mA

通讯接口

可选RS485

供电电源

+24VDC±15%

防爆等级

可选ExdIIBT6或ExiaIICT4

防护等级

IP65

整机功耗

＜1W

仪表材质

304SS

公称压力

1.0MPa

温度范围

-20℃～120℃

环境温度

-20℃～70℃

目录

1概述

2简介