智能涡街使用说明书1003电

LUZ型智能涡街流量计使用说明书开封仪表有限公司目录一、概述…………………………………………………1二、特点…………………………………………………1三、主要技术性能………………………………………1四、结构与工作原理……………………………………2五、传感器性能指标……………………………………4六、外型尺寸及安装……………………………………13七、电气接线……………………………………………15八、表头显示及操作……………………………………17九、故障排除及日常维护………………………………21十、包装、运输及储存…………………………………22十一、开箱及检查………………………………………22十二、选型订货…………………………………………231一、概述LUZ型系列智能涡街流量计是一种新型智能流量计。采用新一代微处理器和数字处理技术，对技术性能进行了重大改进，大大提高了仪表的抗干扰能力，并增加了以时间为标签的数据存贮功能，因而性能优良，计量可靠稳定，总体技术处于国内领先水平。适应于测量液体、气体和蒸汽（包括压缩气体）的累计流量和瞬时流量，是石油、化工、冶金及城市供水、燃气管网等行业体积计量的理想仪表。本流量计执行JJG198—94《速度式流量计检定规程》、智能涡街流量计企业标准Q/KR371—2001。二、特点●有良好的人机界面、密码管理、能方便的设置仪表系数。●采用新型传感检测电路，抗干扰能力强，不怕管道振动。●采用高性能微处理器和现代滤波技术，软件功能强大、性能优越。●采用带背光LCD液晶显示器，可同屏显示累积流量(10位)和瞬时流量（8位）。●在全流量范围内，仪表系数可五段修正，提高计量精确度。●具有脉冲信号和4～20mA标准模拟信号远传输出。●调试操作简单，有HART通讯功能。●无机械可动部件，故障率低，运行可靠。●前后直管段要求低，前≥15DN、后≥5DN。●仪表具有防爆功能，可用于易爆场所。三、主要技术性能3.1环境条件●环境温度：-20℃～+55℃；防爆产品为：-20℃～40℃●相对湿度：5%～95%；●大气压力：86KPa～106Kpa.3.2被测流体条件●被测流体的流量、温度、压力应在流量计规定的范围之内；●介质温度范围：-40℃～+160℃；-40℃～+300℃（高温型）●介质压力：≤4.0MPa3.3工作电源：●两线制24V·DC；3.4准确度：液体：0.5%、1.0%、气体：1.0%、1.5%3.5输出信号:●脉冲信号(三线制):传输距离≤200m.●标准模拟信号:4～20mA，传输距离≤1500m,接线方式为两线制或三线制；3.6防爆等级：隔爆ExdⅡBT4～T6；本安ExiaⅡCT4～T6。3.7外壳防护性能：IP65。2四、结构与工作原理4.1流量计结构：流量计由传感器和智能流量计算仪组成。流量计结构如图01所示图01流量计结构原理图（此外形仅供参考、以实物为准）4.2工作原理当在流体中插入一个与流动方向垂直的柱状阻挡体时，在阻挡体下游会交替地产生两列内旋的旋涡列，称之为“卡门涡街”，如图02所示，产生涡街的柱状阻挡体称之为旋涡发生体。在一定的雷诺数范围内（2×104～7×106）旋涡的释放频率f与流体速度U及漩涡发生体的迎流面宽度d之间有：f=Sr·U/d，式中Sr为斯特劳哈尔（Strouhal）数，它是一个无量纲的常数，对于不同形状的发生体Sr约为0.15～0.22。从上式可以看出，只要准确测出频率f，就可以测流体流速U=f·d，从而达到测量管道内流体流量Q的目的，即：Q=f/K（K——仪表系数，次/升）。检测杆漩涡发生体图02卡门涡街3由于旋涡发生体两侧交替产生旋涡，在发生体两侧就产生压力脉动，从而使检测杆产生交变应力，检测杆内部的压电晶体在交变应力的作用下产生与旋涡同频率的交变电荷信号。转换单元将电荷信号转换成电脉冲信号并送到单片机系统进行数据处理并现场显示出流量及总量来。智能涡街流量计由流量信号检测器以及微处理单元、液晶驱动电路及其它辅助电路模块组成。各传感器的输出信号经智能流量积算仪转换处理后实现就地显示和多种信号的远传。RS485通讯接口4-20mA脉冲放大驱动智能流量积算仪液晶驱动器EEPROM存储器+24V+3.3V电源+24V3.6V锂电池微处理器按键前置放大器A/D变换器放大器温度传感器压力传感器流量传感器D/A变换器用户设备（计算机或二次仪表等）图03流量计工作原理框图4五、传感器性能指标5.1通径选择5.2测量气体流量的流量计口径确定测量常温常压空气时，仪表适用的流量范围见表1。当测量非标况下气体和其它气体时，仪表适用的流量范围应具体计算。见后面说明。（表1）涡街流量计空气流量范围口径(mm)标准测量范围(m3/h)259～804018～1805030～3006546～4608070～700100110～1100125150～1500150200～2000200400～4000250600～60003001000～10000上表是指空气在常温常压状态下参比条件：t=20℃，P0=0.1MPa，ρ0=1.205Kg/m3，ν=15×10-6m2/s流量范围涡街流量计的下限流量取决于介质的工况密度和运动粘度涡街流量计的上限流量一般不受介质压力和温度的影响因此,确定流量范围实际上是确定实际可用的下限流量非常温常压气体仪表流量范围计算方法如下:步骤1按公式(1)计算由工况密度决定的下限流量Qρ介质密度较大时,流量计的可测下限流量较低.Qρ=Q0)/(0公式（1）式中：Qρ：在该介质工况密度的可测下限流量Q0：表（1）指定的空气参比密度下的下限流量（由表（1）查出）ρ0：表（1）指定的空气参比密度，0=1.205Kg/m3ρ：被测介质工况密度步骤2按公式（2）计算由介质工况运动粘度决定的下限流量Qν介质运动粘度较小时，流量计的线性下限流量较低。Qν=Q0×ν/ν0公式（2）式中：Qν：用于该介质时，流量计的线性下限流量5Q0：表（1）指定的参比介质粘度下的下限流量（由表（1）查出）ν0：表（1）指定的空气参比粘度，15mm2/sν：被测介质工况粘度步骤3比较Qν和Qρ，确定可用下限流量和线性下限流量Qν≥Qρ可测流量范围是Qρ～Qmax线性流量范围是Qν～QmaxQν＜Qρ可测流量范围和线性流量范围都是Qρ～QmaxQmax是表（1）指定的上限流量。●重要提示：对常温常压下密度很低，粘度又很高的气体（如氢气），流量计的可用下限流量将会很高，如果要求使用流量较低，涡街流量计很可能不适用，这类气体只有压力较高，流量较大的情况下涡街流量计才适用，而且一定是按上述步骤严格核算可用的流量范围。选型计算示例：已知气体压力和温度及标况下的流量时此时必须先将标况流量换算成工况流量，再查表计算。某压缩空气，标况Qn=10m3/min～60m3/min,工况P=0.7MPa表压，温度t=30℃时确定流量计口径。●重要提示：此时必须先将标况流量换算成工况流量，再查表计算步骤1计算工况流量首先将给定的每分钟流量换算成小时流量Qn=10m3/min～60m3/min=600m3/h～3600m3/h按理想气体状态方程将标况流量换算成工况流量：Q=Qn[Pn/(Pn+P)]×[(Tn+T)/Tn]公式(3)Pn：标况大气压（0.101325MPa）P：工况下介质压力（MPa）Tn：标况温度（273.15K）T：工况下介质温度（℃）换算最小流量Q=600×[0.101325/(0.7+0.101325)]×[(273.15+30)/273.15]=600×0.1264×1.1098=84（m3/h）则工况下使用最小流量是84m3/h换算最大流量工况下最大流量是Q=84×(60/10)=504(m3/h)步骤2根据使用工况流量范围84m3/h～504m3/h,查表(1),DN80流量计的工况流量范围是70m3/h～700m3/h，接近适用流量范围，初选DN80流量计，但还应进一步核算DN80流量计在该介质使用工况条件下的下限流量。核算DN80流量计在该工况条件小的下限流量：标准状态下密度0换算成工况下密度：=0×（0.101325+P）/0.101325×273/(273+T)代入6Qρ=Q0)/(0=Q0×15.273/)101325.0/(15.273101325.0Pt=70×15.273/801325.0/15.303101325.0=70×0.3746=26.22（m3/h）即：流量计在该工况条件下的下限流量是26.33m3/h远小于要求的工况下限流量84m3/h，确定选用DN80流量计，流量范围是：26.22m3/h～700m3/h。●注：0.7MPa压缩空气的运动粘度均为常温常压空气的1/8。根据公式（2）可估算出线性下限流量均为：70/8=8.6m3/h远小于Qρ（26.22m3/h）。5.3测量液体流量计口径确定表（2）涡街流量计液体流量范围口径mm标准测量范围m3/h251～12403～40504～50658～1008013～13010020～20012530～30015050～50020080～800250130～1400300200～2000说明：1）表中液体是指常温水t=20℃，ρ0=1000Kg/m3，ν0=1×10-6m2/s。2）若测量的液体不是水，且液体密度已知，可按公式（1）计算流量范围。3）计算不同密度下液体的可测量最下限流量时，ρ0应取1000Kg/m34）液体的最大流速一般应7m/s.实际使用工况条件下的流量范围当使用的液体不是常温水时，需计算实际可测量的工况流量范围。涡街流量计的下限流量取决于介质的工况密度和运动粘度。确定流量范围实际上是确定实际可用的下限流量。1、确定实际可用的下限流量步骤1按公式（1）计算由使用介质密度决定的下限流量介质密度较大时，流量计的可测下限流量较低。Qρ=Q0)/(07式中Qρ：在该介质工况密度的可测下限流量Q0：表（2）指定的常温水的下限流量（由表（2）查出）ρ0：表（2）指定的常温水参比密度，0=1000Kg/m3ρ：被测介质工况密度步骤2按公式（2）计算由介质工况运动粘度决定的下限流量QνQν=Q0×ν/ν0式中：Qν：用于该介质时，流量计的线性下限流量Q0：表（2）指定的参比介质粘度下的下限流量（由表（2）查出）ν0：表（2）指定的常温水的运动粘度，1×10-6m2/sν：被测介质工况粘度步骤3比较Qν和Qρ，确定可用下限流量和线性下限流量Qν≥Qρ可测流量范围是Qρ～Qmax线性流量范围是Qν～QmaxQν＜Qρ可测流量范围和线性流量范围都是Qρ～QmaxQmax是表（2）指定的上限流量。●重要提示：对大多数工业液体，如炼油产品和化工液体，影响其下限流量的主要是密度，可只按步骤（1）核算由密度决定的下限流量；一些密度与水相差不多的介质，甚至可不经计算而直接采用表（2）指定的下限流量；对高粘度液体如重油等，主要是按步骤（2）核算由粘度决定的下限流量，粘度下降到一定值，才可采用涡街流量计。●重要提示：高粘度的油品，流量计的线性下限流量比水要高出许多。5.4、测量蒸汽流量计口径确定测量的介质为蒸汽时，常用的计量单位是质量流量，即：吨/小时或公斤/小时，由于蒸汽（过热蒸汽和饱和蒸汽）在不同温度和压力下的密度是不一样的，因此蒸汽流量范围随压力和温度计算方式如下。步骤1由表（1）查出相应口径流量计的空气流量范围步骤2根据蒸汽的压力温度参数，查有关资料得到密度步骤3由公式（4）计算流量计的下限流量Q=1.5Q0×ρ×10-3×)/(0公式(4)ρ、Q：被测蒸汽的密度和流量ρ0、Q0：参比空气密度和流量步骤4确定上限流量蒸汽的上线流速应控制在70m/s以下。选型计算示例（饱和蒸汽）★例一：已知饱和蒸汽的压力时试计算DN100流量用于压力0.8MPa的饱和蒸汽的流量范围。步骤1由表（1）查出DN100空气流量范围，100m3/h～1000m3/h步骤2由饱和蒸汽质量流量范围速查表（表3），见后页）查出