一、概述
尊敬的客戶(hù)您好！首先感謝您使用本公司的產(chǎn)品。為了便于您更加了解、安裝和使用本公司生產(chǎn)的系列渦街流量傳感器，請您在儀表安裝前認真閱讀本手冊。它將提供給您有關(guān)LUCB型插入式渦街的測量原理、設備選型、安裝方法、調試方法、異常診斷等方面的知識和注意事項，并幫助您更好的使用本公司的產(chǎn)品。
LUCB型代表滿(mǎn)管插入式渦街。LUCB型渦街流量傳感器可廣泛適用于石油、化工、制藥、造紙、冶金、電力、環(huán)保、食品等工業(yè)企業(yè)中，用于各種氣體、液體、蒸汽等低粘度流體的流量測量，也可以用于含有微小顆粒、雜質(zhì)的混濁液體的測量。
※傳感頭不斷流可拆卸型渦街更是本公司的專(zhuān)利產(chǎn)品，它以其獨特的設計和加工工藝，可以在不影響管道流體流動(dòng)的情況下，對渦街傳感頭進(jìn)行更換維護。正因為它的高可靠性，傳感頭不斷流可拆卸型渦街被廣泛的應用于各種重要工作場(chǎng)合，并作為控制儀表用于自動(dòng)化儀表系統控制中。
※內縮徑低流速型渦街以它獨特的設計理念，去除了因為管道內流體流量小而管道縮徑又麻煩的矛盾。在測量小流量時(shí)，低流速型渦街不需要管道縮徑而直接安裝，但卻可以測量低于同等管道口徑渦街流量下限的超小流量。使用起來(lái)簡(jiǎn)單方便，也降低了用戶(hù)的使用成本。
本公司生產(chǎn)的防爆型渦街流量傳感器是根據GB3836.1-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第1部分：通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”》、GB3836.2-2000《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設備第4部分：本安型“i”》以及GB3836-83《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設備》的有關(guān)規定設計制造的，經(jīng)國家勞動(dòng)安全部門(mén)指定的檢驗單位檢驗并取得防爆合格證。本安防爆型的防爆等級為ExiaⅡCT4。隔爆型防爆等級為ExdIICT6是隔爆等級中的最高等級。
二、工作原理
LUCB型渦街流量傳感器是以卡門(mén)和斯特羅哈爾有關(guān)旋渦的產(chǎn)生和旋渦與流量關(guān)系的理論為依據來(lái)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，當表體中有介質(zhì)流過(guò)時(shí)，在三角柱的后面交替產(chǎn)生方向相反有規則的卡門(mén)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(guò)傳感頭檢測出旋渦的個(gè)數，就可以測算出流體流速，再根據表體口徑計算出被測介質(zhì)的體積流量。
計算公式如下：
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(guò)渦街三角柱產(chǎn)生的旋渦頻率（單位：Hz）
● St：斯特羅哈爾常數（單位：無(wú)量岡）
● V：管道內流體流速（單位：m/s）
● d：渦街表體內三角柱寬度（單位：m）
● D；渦街表體內徑（單位：m）
● Q：瞬時(shí)體積流量（單位：m /h）
● K：渦街的儀表系數（單位：脈沖個(gè)數/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K值是不同的，其具體數值是通過(guò)流量標定裝置實(shí)際標定得到的。意義為每立方米產(chǎn)生的脈沖數。即流過(guò)一立方米流體三角柱一側所產(chǎn)生的漩渦個(gè)數。
三、技術(shù)參數
3.1 物理參數
● 公稱(chēng)口徑：LUCB型插入式渦街 Φ200-Φ2000
● 測量介質(zhì)：液體、氣體、飽和蒸汽、過(guò)熱蒸汽
● 標準狀態(tài)條件：P=0.101325MPa；T=20℃
● 允許使用環(huán)境溫度：-20℃-+55℃（普通型）；-20℃-+40℃（本安型）
● 大氣壓力：86KPa～106KPa
● 相對濕度：5％-95％
● 介質(zhì)溫度：LUCB型（插入式渦街為－40℃～+250℃）
● 壓力等級：LUCB型插入式渦街的法蘭均按PN1.6MPa壓力等級制造；當工況壓力大于出廠(chǎng)壓力時(shí)，訂貨時(shí)請注明相應壓力等級）。
● 法蘭標準：法蘭連接型執行標準為GB9119.8-88
● 精度等級：LUCB型2.5級；（1.0 級、1.5級需協(xié)議供貨)
● 防爆等級：本安防爆型ExiaⅡCT4 ；隔爆型ExdⅡCT6
● 防護等級：IP54、IP65
● 表體材質(zhì)：1Cr18Ni9Ti(其它材質(zhì)協(xié)議供貨)
3.2 電氣參數
● 工作電壓： 24VDC、3.6VDC鋰電（電池壽命大于2年，只限現場(chǎng)顯示型）。
● 輸出信號
※ 工況瞬時(shí)流量對應電壓脈沖（低電平≤1V,高電平≥6V，脈寬≥10uS）
※ 工況瞬時(shí)流量對應兩線(xiàn)制4-20mA輸出
● 通訊方式：RS232、RS485或HART協(xié)議（以上通信方式需協(xié)議供貨）
● 顯示方式：現場(chǎng)液晶雙行顯示： 可同時(shí)顯示瞬時(shí)流量、累積流量。
3.3 選型參數
3.3.1 LUCB型渦街外形結構及外形尺寸
所有LUCB型插入式渦街表體與管道連接處法蘭為DN100標準法蘭。所有法蘭參照標準為GB9119.8-88。渦街流量計外形尺寸見(jiàn)圖二、表一。
LUCB型渦街外形結構示意圖
3.3.2 LUCB型插入式渦街可測介質(zhì)工況流量范圍計算
※ 氣、液最小工況體積流量計算公式：Qmin=3600*Vmin*(π*D /4) 公式5
※ 氣、液最大工況體積流量計算公式：Qmax=3600*Vmax*(π*D /4) 公式6
※ 氣體最小標況體積流量計算公式：QNmin=Qmin *[( P標工+P ）*(273.15+T標)*Z]/ [P標*(273.15+T工)] 公式7
※ 氣體最大標況體積流量計算公式：QNmax=Qmax *[( P標+P工）*(273.15+T標)*Z]/ [P標*(273.15+T工)] 公式8
※ 氣體工況密度計算公式ρ=2695ρn標（P +P工）/（273.15+T工） 公式9
● Qmin—插入式渦街可測流體最小工況體積流量（單位：m /h）
● Qmax—插入式渦街可測流體最大工況體積流量（單位：m /h）
● Vmin—插入式渦街可測流體最小工況流速（單位：m/s 見(jiàn)表七）
● Vmax—插入式渦街可測流體最大工況流速（單位：m/s 見(jiàn)表七）
● D—插入式渦街測量口徑（單位：m）
●π—圓周率3.1415926
● QNmin—插入式渦街可測氣體最小標況體積流量（單位：m /h）
● QNmax—插入式渦街可測氣體最大標況體積流量（單位：m /h）
● T標 —標況溫度，一般為20℃。（單位：℃）
● T工 —被測氣體工況溫度（單位：℃）
● P標 —標準大氣壓力（取絕對壓力等于0.101325MPa）
● P工 —被測氣體工況下表壓力（單位：MPa）
● Z—測量流體的壓縮系數（一般氣體取1.0）
● ρ—氣體工況下的密度（單位：kg/m ）
● ρn—氣體標準狀態(tài)下的密度（單位：kg/m ）
※ LUCB型插入式渦街測量蒸汽時(shí)流量范圍計算方法如下：
● 根據蒸汽的溫度、表壓力查表四或表五，得出蒸汽的工況密度ρ。
● 根據蒸汽工況密度ρ，查表七氣體欄得出插入式渦街可測最小工況流速Vmin或最大工況流速Vmax
● 根據已知插入式渦街的測量管徑，通過(guò)公式5、公式6計算出最小工況體積流量Qmin或最大工況體積流量Qmax。
● 最后用工況密度ρ乘以Qmin或Qmax就得到了不同口徑插入式渦街測量蒸汽時(shí)的質(zhì)量流量范圍。
四、安裝要求
4.1 儀表不應安裝在有強烈震動(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, 應采取減震措施,如：在上游2D附近加裝管道支撐點(diǎn)；在滿(mǎn)足直管段要求前提下,加撓性管過(guò)渡等。
4.2 上游側和下游側應盡可能留出較長(cháng)的直管段， 直管段應滿(mǎn)足表1要求。
表1 直管段要求
|
上游管況 |
上游直管長(cháng)度 |
下游直管長(cháng)度 |
|
同心收縮,全開(kāi)閘閥 |
≥15D |
≥5D |
|
一個(gè)90°彎頭 |
≥20D |
≥5D |
|
同一平面二個(gè)90°彎頭 |
≥25D |
≥5D |
|
不同平面二個(gè)90°彎頭 |
≥40D |
≥5D |
|
調節閥,半開(kāi)閥門(mén) |
≥60D |
≥5D |
4.3 渦街流量計可垂直、水平或傾斜安裝在管道上,對垂直安裝的流量計,流體流向必須自下而上。當測量液體時(shí), 流量計管道內必須充滿(mǎn)液體。
4.4 管道內徑應盡可能與流量計的內徑一致。若不一致,應采用比流量計內徑略大的管道。管道內徑、流量計內徑與密封墊三者必須安裝同心, 密封墊不得凸入管道內。
4.5 新的管線(xiàn)在安裝儀表前,必須小心清洗,以免損壞儀表。裝入儀表時(shí),應使其上的流向標志與管道內流體流向一 致。投運時(shí)應緩慢啟閉閥門(mén)，避免瞬間沖擊。
4.6體安裝方式及焊接方法
LUCB型渦街的安裝應該本著(zhù)確保焊接牢靠、直管段范圍內管道內壁的平整與光滑度,卡裝型表體法蘭與法蘭之間安裝時(shí)應確保軸向同心，插入式渦街應確保連接短節法蘭與管道軸線(xiàn)的平行度。其具體安裝形式如上圖。
表體初裝完成以后，當測量介質(zhì)為蒸汽或其它高溫介質(zhì)時(shí)，在管道內充滿(mǎn)介質(zhì)后，應對法蘭螺栓進(jìn)行重新緊固。并對管道進(jìn)行保溫，避免因為環(huán)境溫度過(guò)熱而將渦街放大器損壞。
電纜的連接:
采用AVPV 2 * 0.5mm2 雙芯屏蔽電纜經(jīng)進(jìn)線(xiàn)孔進(jìn)入,按圖4進(jìn)行接線(xiàn).
圖4
為抗電磁干擾,24伏供電電源的負端必需良好接地!如需取出1—5伏電壓輸出信號,可按圖示接入250歐精密電阻。
若要檢定流量表的流量系數,可如圖中虛線(xiàn)所示從P端子將流量脈沖信號引出,接至校驗設備中。注意此時(shí)應在前電路板上方的跳線(xiàn)9中插入跳線(xiàn)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(xiàn)插頭拔下！否則電流輸出無(wú)效。
五 參數設定與調試
5.1按鍵的設定操作
下面詳解按鍵(6)操作過(guò)程。
5.1.1 儀表系數的設定與修改(設定范圍:0.01-----999999.99)
按功能鍵 “F”,顯示SET C,隨即顯示原設定過(guò)的儀表系數,最高位閃爍 。正常情況下,不允許改動(dòng)儀表系數,再按“F” 鍵確認可使之轉入下一功能操作。如確要修改,按”+1”鍵,閃爍位自動(dòng)加 1,一直加到數值合適后,按 “》” 鍵使閃爍位右移,以便設定下一位。如需增加儀表系數位數,可連續操作 “》” 鍵,閃爍位在移至最低位后會(huì )轉到最高位,以便對高位設定。
設定畢,按 “F” 鍵確認,顯示出 C PASS,表示儀表系數的修改已獲通過(guò)。
(注意:a. 如中途要修改儀表系數,應把累積總量記下,更改畢,要清累積總量,重新積算。
b. 若儀表系數大于 10000,其小數點(diǎn)后的數值會(huì )被忽略。)
5.1.2 小流量切除值的設定與修改(設定范圍:0.01---9999.99)
儀表系數設定畢,顯示 SET CUT,示意可設定小流量切除值,方法與5.1.1 同。設定好后，按 “F”鍵確認,便顯出 CUT PASS 以示通過(guò)。
5.1.3 流量上限設定
按 “F” 鍵， 進(jìn)入鍵操作狀態(tài)
|
顯示 SET C,要求設定或修改儀表系數C。此時(shí)會(huì )先顯出原有儀表系數值。 |
|
按“+1”鍵增加數值，按“》”鍵右移閃爍
位。設定、修改畢，按“F”鍵確認后，
顯示 C PASS ， 表示C值已通過(guò)。 |
|
顯示 SET CUT 及原有小流量切除值， 示意可進(jìn)行設定或修改。 |
|
按“+1”鍵、“》”鍵改變小流量切除值。改畢，按“F”鍵確認，隨即顯示
CUT PASS ， 表示CUT值已通過(guò)。 |
|
顯示FL¯ ¯，表示需要設定流量上限,此時(shí)會(huì )先顯出原有FL¯ ¯值 |
|
按“+1”鍵、“》”鍵改變流量上限值,改畢，按“F”鍵確認，隨即顯示
FL¯ ¯ PASS , 表示通過(guò)。 |
|
顯End并閃爍，意即問(wèn)詢(xún)是否操作結束？ |
同時(shí)按“F”和“》”鍵5 同時(shí)按“F”“+1”和“》”
秒以上，出現8個(gè)閃爍0 三鍵,就輪流顯2〞，5〞, 單獨按“F”鍵,確認操作
，若按“F”鍵確認，就 10〞。顯2〞時(shí)按“F”鍵 結束
清除累積總量 ,則顯示刷新周期變2秒
圖5
小流量切除值設定畢,顯示 FLˉˉ,表示需要輸入對應于 20mA輸出時(shí)的最大流量值。設定方法同5.1.1。設定畢,顯示 “End” 閃爍,意即問(wèn)詢(xún)按鍵操作程序是否結束了?若按 “F” 鍵確認,儀表會(huì )將各項參數存入 EEPROM 中,并轉入正常測量、顯示。
5.1.4 如何清除累積總量?
為防止誤操作或他人不必要的介入引起累積量丟失,增添了一些操作層次。 按 “F” 鍵進(jìn)入按鍵操作程序后，再多次按“F”鍵,直至顯示 “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(xún)問(wèn)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” 鍵認可。 清除總量后,存入EEPROM并自動(dòng)恢復正常測量顯示。
不同顯示刷新周期,對測量與積算精度沒(méi)有影響。
5.2 流量計現場(chǎng)調零
流量計在出廠(chǎng)時(shí)已調好,一般不必調整。如果現場(chǎng)工況有較大變化,可參照下述方法進(jìn)行傳感器調零:
合上儀表電源,關(guān)閉管道閥門(mén),將電位器W2逆時(shí)針調到頭,此時(shí)雖然沒(méi)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W2 ,直到剛好無(wú)輸出即可。打開(kāi)閥門(mén),儀表應正常工作。
5.3 輸出電流的調整
為了簡(jiǎn)便、快捷,在前電路板右下方設置了一個(gè)跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)(圖3之3),平時(shí)測量時(shí),跳線(xiàn)插頭必須拔下。當插上跳線(xiàn)插頭時(shí),儀表會(huì )自動(dòng)產(chǎn)生對應于流量下限(0)和流量上限(即所設定的FLˉˉ)的電流信號,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,可從容地反復調節后電路板上標有”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4毫安，上限達20毫安）為止。
★調整畢，務(wù)必把該跳線(xiàn)插頭拔下！
前電路板上方有一組跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)10，供輸入信號選擇用，工作時(shí)必須將跳線(xiàn)插頭插在左方 “測”的位置。如插到“2KHZ”一側，儀表將自動(dòng)接入2048Hz 的標準信號代替渦街傳感器的頻率信號,用以檢查儀表。
★注意工作時(shí)務(wù)必將跳線(xiàn)插頭插回 “測” 的位置! 否則不能測量。
六 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定是否過(guò)大。
3．若管道流量正常，按五.2的辦法調后電路板上的電位器W2, 如變得有輸出和顯示,說(shuō)明工作已基本正常。
4．如仍無(wú)輸出，將前電路板上方的跳線(xiàn)開(kāi)關(guān)(10)插向右方，此時(shí)若流量仍顯0，累積量又無(wú)變化，說(shuō)明前電路板有問(wèn)題，應考慮更換。
5．如果第4項試驗中，累積值有規律地增長(cháng)，則問(wèn)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(xiàn)從后電路板下方的端子中拆下，用萬(wàn)用 表測傳感頭兩引線(xiàn)阻值，以及傳感頭兩引線(xiàn)分別對外殼的阻值，均應大于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(wú)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(guò)大，若震動(dòng)大，應參照三. 2的方法進(jìn)行
減震。
2. 順時(shí)針調電位器W2,直至放大器剛好無(wú)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,重新啟動(dòng)。如未見(jiàn)效,再重復多次。
故 障 液晶顯示屏暗淡不清
排除步驟 關(guān)機,重新啟動(dòng)。如未見(jiàn)效,通知廠(chǎng)方處理。
故 障 液晶顯示屏右側光柱交替變全亮或全黑,電流輸出亦在最大最小間跳動(dòng)
排除步驟 此因電流調試用跳線(xiàn)插頭(圖3之3)沒(méi)有拔下。將它拔下即可。
*****************************************************************************
