一、概
述
1.1原理
在流体中设置三角形旋涡发生体，则在旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门旋涡,如图1所示,旋涡列在旋涡发生体下游非对称地排列.
设旋涡的发生频率为f,被测介质平均流速为V。旋涡发生体迎流面宽度为d,表体通径为D,即可得到关系式:
斯特罗哈尔数Sr与雷诺数Re之间的关系如图2所示:在曲线平缓的范围内旋涡的发生频率与流速成正比,并且不受流体的密度、粘度等介质参数的影响，因此，只要知道了斯特罗哈尔数，通过检测出旋涡的发生频率，就可以正确地测量流量。
1.2特点
★ 检测元件不接触流体，可靠性高，介质适应性强。
★ 无可动部件，耐磨损，结构牢靠、简单。
★ 测量范围宽，准确度高。
★ 压力损失小。
★ 脉冲信号输出。
★ 计量成本低。
1.3
产品型谱
例：型号LUGB—2310表示：
应力式涡街流量传感器，法兰卡装式，气体介质，口径100。
二、基本参数
|
|
2.1 测量介质：
液体、气体、蒸汽（传感器与介质接触部分的材料为1Cr18Ni9Ti不锈钢，可适用于多种腐蚀性介质）
2.2 规格：
2.2.1 Φ25 Φ32 Φ40 Φ50
Φ65 Φ80 Φ100 Φ125
Φ150 Φ200 Φ250 Φ300
2.2.2直径大于300mm为插入式
2.3 准确度
1.0级 1.5级
2.5级（插入式）
2.4 量程：
1：6
1：8 1：10
2.5流量测量范围：
液体：0.4～7m/s
气体：5～60m/s
蒸汽：5～70m/s
2.6雷诺数测量范围：
正常雷诺数（Re）范围：2×104～7×106
扩展雷诺数（Re）范围:1×104～7×106 |
三、技术要求
3.1 工作条件：
传感器可在3.2条件下正常连续工作
3.2 环境条件
3.2.1环境温度：
-40～+55℃（非防爆场所）
3.2.2环境湿度：
≤85%（相对湿度）
3.2.3大气压力：
86～106Kpa
3.3安装指南：
a)传感器安装在管道上的位置一定要选振动小的地方，振动加速度不能大于0.2g，如大于需要采取减震措施。
b)传感器的上游侧和下游侧必须有足够的直管段见示意图3。
图3
c） 对于卡装连接仪表，法兰焊后必须保证法兰的端面与管道垂直，内表面光滑，见图4
图4
d) 传感器可水平、垂直或倾斜安装在直管上，当垂直安装测液体时，液体必须由下而上流动。
e) 当在涡街流量传感器同压力传感器和温度传感器组成测量系统时，其压力，温度测量点的位置如图5（P:压力传感器，T:温度传感器）
图5
f) 涡街流量传感器安装步骤可参考方法A或方法B（以法兰卡装型为例）：
方法A：（见示意图6）
Ⅰ 选定安装位置，并取前15DN，后5DN直管段割下。
Ⅱ 在选表位置焊上两片法兰，并将传感器装好。
Ⅲ 去掉原管多出的直管（即表体宽度）。
Ⅳ 将传感器的前后直管段焊到原工艺管道上。
方法B：（见示意图7）
Ⅰ 考虑前15DN，后5DN选定装表位置。
Ⅱ取下表体宽度的一段管，焊上两片法兰连接孔同心，将传感器螺栓紧固好。
图7
四、基本结构及外型尺寸
LUGB型涡街流量传感器，是由表体、支柱和放大电路三大部分组成，其管道示意图如图8所示，仪表外型尺寸见表1。
法兰卡装型
图8
表1
|
DN
|
L1
|
L2
|
D
|
H
|
配无缝钢管
|
|
10
|
50
|
80
|
90
|
410
|
Φ13×1.5
|
|
15
|
50
|
80
|
95
|
415
|
Φ19×1.5
|
|
20
|
50
|
80
|
105
|
425
|
Φ26×3
|
|
25
|
53
|
85
|
110
|
430
|
Φ32×3.5
|
|
40
|
66
|
90
|
150
|
481
|
Φ47×3.5
|
|
50
|
74
|
112
|
165
|
495
|
Φ59×4.5
|
|
65
|
74
|
112
|
185
|
515
|
Φ76×4.5
|
|
80
|
70
|
110
|
200
|
527
|
Φ89×4.5
|
|
100
|
80
|
120
|
220
|
550
|
Φ108×4
|
|
125
|
78
|
120
|
235
|
580
|
Φ135×5
|
|
150
|
90
|
132
|
270
|
608
|
Φ159×4.5
|
|
200
|
90
|
136
|
320
|
669
|
Φ214×7
|
|
250
|
110
|
162
|
380
|
727
|
Φ275×12.5
|
|
300
|
126
|
188
|
440
|
775
|
Φ325×12.5
|
|
350
|
178
|
250
|
500
|
810
|
Φ379×14.5
|
|
400
|
200
|
278
|
560
|
860
|
Φ430×15
|
|
450
|
225
|
305
|
610
|
910
|
Φ482×16
|
|
500
|
248
|
330
|
670
|
960
|
Φ534×17
|
五、传感器选型
传感器的选型主要考虑仪表口径的选择和仪表功能以及仪表压力损失。
5.1 仪表口径的选择
仪表的口径不同，其测量范围不同，而每一种口径其测量范围又随被测介质种类和工况温度、压力变化而变化。选定仪表口径，可按被测介质种类和工况温度及压力下的流量，通过查表方法选择仪表口径，见表2，见表3，见表4，表5。对于过热蒸汽的流量范围可通过查表6，查出被测介质密度，再从表4中查出相近密度下的流量范围。
对于密度值在表中处于两值之间的可按比例计算，对于工况参数超出表2，表3、表4，表5的可由厂方帮助决定。
几种流量换算公式：
a)标准状态下的体积流量QN换成工况状态下的体积流量Qv:
公式1
b)工况下气体密度计算：（标准状态下的密度换算成工况下的密度）
公式2
c)质量流量QG换算成体积流量 Qv:
公式3
式中： ρo——标准状态下的密度，（kg/m3）（见表7）
QN——标准状态下的体积流量(Nm3/h)
QV——工况状态下的体积流量(m3/h)
t——工况状态下的温度(℃)
P——工况状态下的压力（MPa）
ρN——工况状态下的密度（kg/m3）
QG——质量流量（kg）
液体的流量范围
（仅供参考）
表2
|
口径（mm）
|
标准测量范围 (m3/h)
|
可选测量范围 (m3/h)
|
输出频率范围（Hz）
|
|
20
|
1.2－12
|
1－15
|
40－600
|
|
25
|
1.6－16
|
1.6－18
|
35－400
|
|
40
|
2－30
|
2－48
|
10－240
|
|
50
|
3－50
|
3－70
|
8－190
|
|
80
|
15－150
|
10－170
|
6－110
|
|
100
|
20－200
|
15－270
|
5－90
|
|
125
|
36－360
|
25－450
|
4.2－76
|
|
150
|
50－500
|
40－630
|
3.8－60
|
|
200
|
100－1000
|
80—1200
|
3.2－48
|
|
250
|
150－1500
|
120－1800
|
2.5－37.5
|
|
300
|
200－2000
|
180－2500
|
2.2－30.6
|
|
350
|
300－3000
|
220－3500
|
1.7－27
|
|
400
|
350－3500
|
300－4500
|
1.4－21
|
|
500
|
500－5000
|
400－7100
|
1.0－17.8
|
|
600
|
700－7000
|
500－10000
|
0.7－14
|
气体工况下测量范围
（仅供参考）
表3
|
口径（mm）
|
标准测量范围 (m3/h)
|
可选测量范围 (m3/h)
|
输出频率范围（Hz）
|
|
20
|
6－50
|
5－77
|
220－3400
|
|
25
|
8－60
|
8－120
|
180－2700
|
|
40
|
18－180
|
18－310
|
90－1550
|
|
50
|
30－300
|
30－480
|
80－1280
|
|
80
|
70－700
|
70－1230
|
40－700
|
|
100
|
100－1000
|
100－1920
|
30－570
|
|
125
|
150－1500
|
140－3000
|
23－490
|
|
150
|
200－2000
|
200－4000
|
18－360
|
|
200
|
400－4000
|
320－8000
|
13－325
|
|
250
|
600－6000
|
550—11000
|
11－220
|
|
300
|
1000－10000
|
800－18000
|
9－210
|
|
350
|
1500－15000
|
1100－24000
|
8－175
|
|
400
|
1800－18000
|
1500－30800
|
7－143
|
|
500
|
2500－25000
|
2000－48000
|
5－120
|
|
600
|
3200－32000
|
2500－70000
|
3.5－98
|
|
|
饱和蒸汽质量流量测量范围（仅供参考）
表4
|
P(Mpa)
T（℃)
ρ(Kg/m3)
|
0.2
120.23
1.129
|
0.3
133.54
1.651
|
0.4
143.62
2.163
|
0.5
151.84
2.669
|
0.6
158.84
3.170
|
0.7
164.96
3.667
|
0.8
170.41
4.162
|
0.9
175.36
4.655
|
1.0
179.88
5.147
|
1.2
187.96
6.127
|
1.4
195.04
7.106
|
1.6
201.37
8.085
|
1.8
207.11
9.065
|
2.0
212.37
10.05
|
|
DN20
Qmax
Qmin
|
kg
|
7
70
|
10
100
|
12
120
|
14
140
|
18
180
|
20
200
|
24
240
|
28
280
|
30
300
|
36
360
|
42
420
|
48
480
|
54
540
|
60
600
|
|
DN25
Qmax
Qmin
|
kg
|
9
90
|
13
130
|
16
160
|
20
200
|
25
250
|
30
300
|
32
320
|
37
370
|
40
400
|
48
480
|
56
560
|
64
640
|
72
720
|
80
800
|
|
DN32
Qmax
Qmin
|
kg
|
13
130
|
20
200
|
25
250
|
32
320
|
36
360
|
44
440
|
48
480
|
56
560
|
60
600
|
73
730
|
84
840
|
96
960
|
110
1100
|
120
1200
|
|
DN40
Qmax
Qmin
|
kg
|
22
220
|
33
330
|
40
400
|
50
500
|
60
600
|
75
750
|
80
800
|
94
940
|
100
1000
|
120
1200
|
140
1400
|
160
1600
|
18
1800
|
200
2000
|
|
DN50
Qmax
Qmin
|
kg
|
30
300
|
50
500
|
60
600
|
80
800
|
980
900
|
110
1100
|
120
1200
|
140
1400
|
150
1500
|
180
1800
|
210
2100
|
240
2400
|
270
2700
|
300
3000
|
|
DN65
Qmax
Qmin
|
kg
|
50
500
|
80
800
|
100
1000
|
130
1300
|
150
1500
|
180
1800
|
200
2000
|
240
2400
|
250
2500
|
300
3000
|
350
3500
|
400
4000
|
450
4500
|
500
5000
|
|
DN80
Qmax
Qmin
|
kg
|
80
800
|
120
1200
|
140
1400
|
180
1800
|
210
2100
|
250
2500
|
300
3000
|
320
3200
|
360
3600
|
420
4200
|
500
5000
|
560
5600
|
630
6300
|
700
7000
|
|
DN100
Qmax
Qmin
|
kg
|
110
1100
|
170
1700
|
210
2100
|
270
2700
|
320
3200
|
370
3700
|
420
4200
|
470
4700
|
510
5100
|
610
6100
|
700
7000
|
800
8000
|
900
9000
|
1000
10000
|
|
DN125
Qmax
Qmin
|
t
|
0.17
1.7
|
0.24
2.4
|
0.33
3.3
|
0.40
4.0
|
0.48
4.8
|
0.56
5.6
|
0.64
6.4
|
0.7
7.0
|
0.78
7.8
|
0.9
9.0
|
1.0
10
|
1.2
12
|
1.4
14
|
1.5
15
|
|
DN150
Qmax
Qmin
|
t
|
0.24
2.4
|
0.31
3.1
|
0.44
4.4
|
0.55
5.5
|
0.65
6.5
|
0.75
7.5
|
0.84
8.4
|
0.95
9.5
|
1.10
11.0
|
1.4
14
|
1.6
16
|
1.8
18
|
2.0
20
|
2.4
24
|
|
DN200
Qmax
Qmin
|
t
|
0.5
5.0
|
0.7
7.0
|
0.85
8.5
|
1.05
10.5
|
1.3
13
|
1.5
15
|
1.6
16
|
1.9
19
|
2.1
21
|
2.5
25
|
2.9
29
|
3.2
32
|
3.6
36
|
4.0
40
|
|
DN250
Qmax
Qmin
|
t
|
0.7
7.0
|
1.0
10
|
1.3
13
|
1.5
15
|
1.9
19
|
2.1
21
|
2.5
25
|
2.8
28
|
3.1
31
|
3.7
37
|
4.5
45
|
5.0
50
|
5.5
55
|
6.1
61
|
|
DN300
Qmax
Qmin
|
t
|
1.10
11
|
1.7
17
|
2.2
22
|
2.7
27
|
3.2
32
|
3.7
37
|
4.2
42
|
4.7
47
|
5.2
52
|
6.2
62
|
7.2
72
|
8.1
81
|
9.1
91
|
10.0
400
|
|
DN350
Qmax
Qmin
|
t
|
1.7
17
|
2.4
24
|
3.3
33
|
4.0
40
|
4.8
48
|
5.6
56
|
6.4
64
|
7.0
70
|
7.8
78
|
9.0
90
|
10
100
|
12
120
|
14
140
|
15
150
|
|
DN400
Qmax
Qmin
|
t
|
2.0
20
|
3.0
30
|
3.7
37
|
4.9
49
|
5.5
55
|
6.7
67
|
7.3
73
|
8.5
85
|
9.2
92
|
11.0
110
|
14
140
|
15.6
156
|
17.2
172
|
18.5
185
|
|
DN500
Qmax
Qmin
|
t
|
2.4
24
|
3.1
31
|
4.4
44
|
5.5
55
|
6.5
65
|
7.5
75
|
8.4
84
|
9.5
95
|
11
110
|
14
140
|
16
160
|
18
180
|
20
200
|
24
240
|
|
DN600
Qmax
Qmin
|
t
|
3.5
35
|
5.1
51
|
6.7
67
|
8.4
84
|
9.8
98
|
11.5
115
|
12.9
129
|
15.0
150
|
16.2
162
|
19.3
193
|
22.4
224
|
25.6
256
|
28.8
288
|
32.1
321
|
插入式涡街介质工况测量范围（仅供参考）
表5
|
口径（mm）
|
水（m3/h）
|
空气（m3/h）
|
蒸汽（m3/h）
|
|
400
|
180-2700
|
2700-27000
|
3200-32000
|
|
500
|
280-4200
|
4240-42400
|
4950-49500
|
|
600
|
410-6100
|
6100-61000
|
7100-71000
|
|
700
|
580-7300
|
7800-78000
|
9300-93000
|
|
800
|
720-10800
|
10850-108500
|
12660-126600
|
|
900
|
970-12000
|
13000-130000
|
15500-155000
|
|
1000
|
1130-16900
|
17000-170000
|
20000-200000
|
|
1100
|
1450-18000
|
19000-190000
|
23000-230000
|
|
1200
|
1630-24400
|
24400-244000
|
28500-285000
|
|
1300
|
2020-25300
|
27000-270000
|
32000-320000
|
|
1400
|
2350-29500
|
31000-310000
|
37200-372000
|
|
1500
|
2550-38000
|
38200-382000
|
44500-445000
|
过热蒸汽相对于压力和温度的密度 （仅供参考）
表6
|
|
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
|
2.63
|
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
|
标准状态下气体密度（kg/m3） (仅供参考)
表7
|
气体名称
|
空气
|
氢气
|
氧气
|
氮气
|
氯气
|
氨气
|
半水煤气
|
|
0℃，0.13MPaρN
|
1.293
|
0.0889
|
1.43
|
1.251
|
3.214
|
0.77
|
0.836
|
|
气体名称
|
氩气
|
乙炔
|
甲烷
|
乙烷
|
丙烷
|
丁烷
|
焦炉煤气
|
|
0℃，0.13MPaρN
|
1.79
|
1.017
|
0.717
|
1.357
|
2.005
|
2.703
|
0.4849
|
|
气体名称
|
乙烯
|
丙烯
|
天然气
|
煤气
|
一氧化碳
|
二氧化碳
|
|
|
0℃，0.13MPaρN
|
1.264
|
1.914
|
0.828
|
0.802
|
1.25
|
1.977
|
|
5.2仪表功能的选择：
仪表输出功能的选择依据于使用要求，一般测量流量选传感器输出是脉冲，供电+12V，当要求有现场显示时，可选带现场显示的传感器。
5.3仪表压力损失的计算：
仪表口径选择以后，可计算该表的压力损失。是否对工艺管线有影响。
公式4
式中△Ｐ——传感器压力损失，Pa；ρ——流体的密度，kg/m3
V——管道内流体的平均流速m/s
六、传感器使用在非防爆场所电气接线
6.1接线端子示意图及端子定义：
“+” “-”接流量积算仪外供DC+12V或DC+24V电源，必须与传感器铭牌上标注的电压一致。
“ 
”接流量积算仪脉冲输入端。
6.2 接线
6.2.1接线导线请选用3×0.35mm2三芯屏蔽电缆。
6.2.2导线与接线端子连接必须可靠。
6.3 接地
6.3.1电缆屏蔽网应在安全场所可靠接地，禁止与仪表外壳连接。
6.3.2传感器放大器壳体上设有接地螺栓，用户使用时应可靠地。接线如图10
SB-2100 二次表接线图
图10
6.4防爆型传感的接线方法：
防爆型涡街与二次仪表或关联设备之间必须加防爆安全栅。
接线如图12。
七、现场显示用户菜单操作
7.1 工作屏
接通电源后，仪表先自检，完成后进入屏1的工作主显示状态。
图表1三线制工作屏1界面
图表2工作屏2副界面 图表3密码输入处始状态
图表1：第一行：累计量：2位小数显示，小数点自动进位。单位与瞬时流量单位的非时间部分一致
第二行：瞬时流量：保留小数点后2位，流量单位详见菜单设置。
第三行：流量信号频率值：显示F=XXX.XX HZ.保留2位小数显示。
三线制右下角为电池电量指示，仪表使用电池供电时，显示电池电量。按“<”键或者在工作屏2与工作屏1之间切换。
图表2：第一行：温度设置值：用于温度补偿有关的计算。显示T=999.9℃。
保留1位小数显示。
第二行：压力设置值：用于压力补偿有关的计算。显示P=99999.99kPa，保留小数2位。
第三行：进入设置态的密码。
按“E”键进入密码设置。
按“S”键取消输入态，返回屏二副界面显示。
按“+”键在输入态，循环改变光标处数值。按“<”移动当前输入光标位置；
在输入态按“E”键，校验密码。正确则进入菜单，不正确，则返回到输入处始状态。
密码：用户菜单密码22
7.2用户参数设置
按“S”退出输入状态。按“E”键，确认保存输入。
按“+”键，循环改变光标处的数值或符号。按“<”键，将当前输入光标向右移动一位。输入最多输入8位数据（包括符号，小数点）。
2、菜单操作：在菜单浏览中
按“+”键下翻；按“<”键上翻；按“E”键进入子菜单。按“S”键返回工作屏2界面。
在子菜单中，按“S”键退出；按“E”键进修改态。在修改态如改选择项，则按“+”键向下选择；按“<”键向上选择，按“E”键确认。如是输入式修改，则按照输入操作进行。
注意事项：1、参数设置时，显示内容需按“E”键确认后才可存入，否则设置无效
2、在电池接线端口，有电池电源开关，当仪表长时间不用时，将电池断电。
3、在正常使用条件下，电池使用寿命大于2年。
4、仪表工作时间超过2年后，发现液晶显示屏字迹暗淡不清或测量电池电压低于2.7V，请在一个月内更换同样的3.6V锂电池。
八、故障排除
故障：1、管道中有流量，传感器无输出或显示
排除步骤：a、首先确定管道中有流量，并且大于传感器可测流量下限。
b、判断放大器好坏。方法是用万用表直流档测“”端子与“-”端子之间电压为4.6V即为正常。
c、判断传感器好坏。方法是将传感头两引线从放大板拆下，用万能表测传感头两引线阻值，以及传感头两引线分别对外壳阻值，都应大于2M，否则需要换传感头。
故障：2、管道中无流量。传感器有输出或显示：
查看传感器安装位置是否震动过大，如震动过强，可考虑安装减振支架。或利用小信号切除功能给予处理。
九、标志、包装、运输及贮存
9.1标志
9.1.1在传感器表体上有指示流体流向的永久性标志
9.1.2在传感器表体上有铭牌，铭牌上注有：
A、制造厂家
B、产品名称及型号
C、制造日期（或编号）或生产编号
D、平均仪表常数K
E、精度等级
F、公称压力
G、供电电源
9.2包装：
传感器出厂时已包装完善。在包装箱内有装箱单、安装使用说明书、产品合格证等随机文件。
9.3运输：
在运输、搬运过程中，应避免传感器受到强烈震动和冲击。
9.4贮存：
传感器应贮存在环境温度为-40～+55℃，相对湿度不大于95%的无腐蚀性场所。
