一、概述
 
    尊敬的客戶您好！首先感謝您使用本公司的產品。為了便于您更加了解、安裝和使用本公司生產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品。
    LUCB型代表滿管插入式渦街。可廣泛適用于石油、化工、制藥、造紙、冶金、電力、環保、食品等工業企業中，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利產品，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的情況下，對渦街傳感頭進行更換維護。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合，并作為控制儀表用于自動化儀表系統控制中。
    ※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，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。使用起來簡單方便，也降低了用戶的使用成本。
本公司生產的防爆型渦街流量傳感器是根據GB3836.1-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求》和GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”》、GB3836.2-2000《爆炸性氣體環境用電氣設備第4部分：本安型“i”》以及GB3836-83《爆炸性環境用防爆電氣設備》的有關規定設計制造的，經國家勞動安全部門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
渦街傳感器是以卡門和斯特羅哈爾有關旋渦的產生和旋渦與流量關系的理論為依據來測量蒸汽、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生體，當表體中有介質流過時，在三角柱的后面交替產生方向相反有規則的卡門旋渦，其旋渦的分離頻率F與介質的流動速度V成正比。通過傳感頭檢測出旋渦的個數，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：流體流過渦街三角柱產生的旋渦頻率（單位：Hz）
● St：斯特羅哈爾常數（單位：無量岡）
● 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：瞬時體積流量（單位：m /h）
● K：渦街的儀表系數（單位：脈沖個數/立方米）
● M：瞬時質量流量（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，其具體數值是通過流量標定裝置實際標定得到的。意義為每立方米產生的脈沖數。即流過一立方米流體三角柱一側所產生的漩渦個數。
 
三、技術參數
3.1  物理參數
● 公稱口徑：LUCB型插入式渦街 Φ200-Φ2000
● 測量介質：液體、氣體、飽和蒸汽、過熱蒸汽
● 標準狀態條件：P=0.101325MPa；T=20℃
● 允許使用環境溫度：-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壓力時，訂貨時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：1Cr18Ni9Ti（其它材質協議供貨）
 
3.2  電氣參數
● 工作電壓： 24VDC、3.6VDC鋰電（電池壽命大于2年，只限現場顯示型）。
● 輸出信號
※ 工況瞬時流量對應電壓脈沖（低電平≤1V,高電平≥6V，脈寬≥10uS）
※ 工況瞬時流量對應兩線制4-20mA輸出
● 通訊方式：RS232、RS485或HART協議（以上通信方式需協議供貨）
● 顯示方式：現場液晶雙行顯示： 可同時顯示瞬時流量、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  見表七）
● Vmax—插入式渦街可測流體最大工況流速（單位：m/s  見表七）
● 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—氣體標準狀態下的密度（單位：kg/m ）
 
※ LUCB型插入式渦街測量蒸汽時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的質量流量范圍。
 
四、安裝要求
4.1  儀表不應安裝在有強烈震動的管道上,否則影響測量精度。若必須安裝在震動管道上, 應采取減震措施,如：在上游2D附近加裝管道支撐點；在滿足直管段要求前提下,加撓性管過渡等。
4.2 上游側和下游側應盡可能留出較長的直管段， 直管段應滿足表1要求。
                         表1    直管段要求
    上游管況上游直管長度下游直管長度
同心收縮,全開閘閥≥15D≥5D
一個90°彎頭≥20D≥5D
同一平面二個90°彎頭≥25D≥5D
不同平面二個90°彎頭≥40D≥5D
調節閥,半開閥門≥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, 流量計管道內必須充滿液體。
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 新的管線在安裝儀表前,必須小心清洗,以免損壞儀表。裝入儀表時,應使其上的流向標志與管道內流體流向一 致。投運時應緩慢啟閉閥門，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，當測量介質為蒸汽或其它高溫介質時，在管道內充滿介質后，應對法蘭螺栓進行重新緊固。并對管道進行保溫，避免因為環境溫度過熱而將渦街放大器損壞。
 
  電纜的連接:      
采用AVPV 2 * 0.5mm2 雙芯屏蔽電纜經進線孔進入,按圖4進行接線.
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。注意此時應在前電路板上方的跳線9中插入跳線插頭，使脈沖放大電路的電源接通，才有脈沖輸出。
★檢定畢，必須將該跳線插頭拔下！否則電流輸出無效。
 
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,隨即顯示原設定過的儀表系數,最高位閃爍 。正常情況下,不允許改動儀表系數,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。
     （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,其小數點后的數值會被忽略。）
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。
 5.1.3 流量上限設定    
 
 
                   按 “F” 鍵， 進入鍵操作狀態
顯示 SET  C,要求設定或修改儀表系數C。此時會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。

               
顯示  SET  CUT 及原有小流量切除值， 示意可進行設定或修改。

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。

                                         
  
顯示FL¯ ¯，表示需要設定流量上限,此時會先顯出原有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。

 
顯End并閃爍，意即問詢是否操作結束？

同時按“F”和“》”鍵5     同時按“F”“+1”和“》”    
秒以上，出現8個閃爍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〞時按“F”鍵            結束
清除累積總量               ,則顯示刷新周期變2秒
 
操作結束，返回 測量狀態

                                  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,意即問詢按鍵操作程序是否結束了?若按 “F” 鍵確認,儀表會將各項參數存入 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” 鍵進入按鍵操作程序后，再多次按“F”鍵,直至顯示 “End”  閃爍后,同時按下 “F” 鍵與 “》” 鍵5秒以上,顯出8個閃爍的 “0”,詢問是否確要清總量,若臨時改變主意,,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有影響。
5.2 流量計現場調零
流量計在出廠時已調好,一般不必調整。如果現場工況有較大變化,可參照下述方法進行傳感器調零。
合上儀表電源,關閉管道閥門,將電位器W2逆時針調到頭,此時雖然沒有流量，但因干擾的存在，傳感器仍有微小輸出。慢慢順時針調W2 ,直到剛好無輸出即可。打開閥門,儀表應正常工作。
5.3 輸出電流的調整
為了簡便、快捷,在前電路板右下方設置了一個跳線開關（圖3之3）,平時測量時,跳線插頭必須拔下。當插上跳線插頭時,儀表會自動產生對應于流量下限（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）,會量得在1伏與5伏間交替變動的電壓,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，務必把該跳線插頭拔下！
             前電路板上方有一組跳線開關10，供輸入信號選擇用，工作時必須將跳線插頭插在左方 “測”的位置。如插到“2KHZ”一側，儀表將自動接入2048Hz 的標準信號代替渦街傳感器的頻率信號,用以檢查儀表。
★注意工作時務必將跳線插頭插回 “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,說明工作已基本正常。
                 4.如仍無輸出，將前電路板上方的跳線開關（10）插向右方，此時若流量仍顯   0，累積量又無變化，說明前電路板有問題，應考慮更換。
                     5.如果第4項試驗中，累積值有規律地增長，則問題仍出在后電路板或傳     
     感頭。
                            6.判斷傳感頭好壞。將傳感頭兩引線從后電路板下方的端子中拆下，用萬用  表測傳感頭兩引線阻值，以及傳感頭兩引線分別對外殼的阻值，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過大，若震動大，應參照三.  2的方法進行    
                                                 減震。
                  2. 順時針調電位器W2,直至放大器剛好無輸出,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   關機,重新啟動。如未見效,再重復多次。
 
故    障      液晶顯示屏暗淡不清
排除步驟   關機,重新啟動。如未見效,通知廠方處理。
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
排除步驟   此因電流調試用跳線插頭（圖3之3）沒有拔下。將它拔下即可。
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