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壓縮空氣流量計使用說明書

一. 產品的種類和適用范圍

1． LUGB 系列滿管型壓電式壓縮空氣流量計

2． LUGB 系列插入型壓電式壓縮空氣流量計

3． LUGE 系列滿管型電容式壓縮空氣流量計

4． LUGE 系列插入型電容式壓縮空氣流量計

5． LUGB/E 系列電池供電型壓縮空氣流量計

6．潛水型/分體型壓縮空氣流量計（協議訂貨）

7．多功能曲線紀錄積算儀，帶 P/T 補償功能、中文液晶顯示

8．智能流量積算儀，數碼管顯示

LUGB/E 型壓縮空氣流量計廣泛適用于石油、化工、冶金、熱力、紡織、造紙等行業對過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣和一般氣體(氧氣、氮氣氫氣、天然氣、煤氣等) 、水和液體（如：水、汽油、酒精、苯類等）的計量和控制.

二、工作原理

在流體中設置非流線型旋渦發生體（阻流體），則從旋渦發生體兩側交替地產生兩列有規則的旋渦，這種旋渦稱為卡曼渦街，如圖(一)所示。

旋渦列在旋渦發生體下游非對稱地排列。設旋渦的發生頻率為 f，被測介質來流的平均速度為 V，旋渦發生體迎流面寬度為 d，表體通徑為 D，根據卡曼渦街原理，有如下關系式:

f=StV/d 公式(1)

式中：

f－發生體一側產生的卡門旋渦頻率

St－斯特羅哈爾數（無量綱數）

V－流體的平均流速

d－旋渦發生體的寬度

由此可見，通過測量卡門渦街分離頻率便可算出瞬時流量。其中,斯特羅哈爾數（St）是無因次未知數，圖（二）表示斯特羅哈爾數（St）與雷諾數（Re）的關系。

在曲線表中 St＝0.17 的平直部分，漩渦的釋放頻率與流速成正比,即為壓縮空氣流量計傳感器測量范圍度。只要檢測出頻率 f 就可以求得管內流體的流速，由流速 V 求出體積流量。所測得的脈沖數與體積量之比，稱為儀表常數（K），見式（2）

K＝N/Q（1/m3）公式（2）

式中：K＝儀表常數（1/m3）。

N＝脈沖個數

Q＝體積流量（m3）

三、主要技術指標

儀表口徑的確定和安裝設計

儀表選型是儀表應用中非常重用的工作,儀表選型的正確與否將直接影響到儀表是否能夠正常運行.因此用戶和設計單位在選用本公司產品時,請仔細閱讀本節資料,認真核對流體的工藝參數并**可與我公司的銷售或技術支持部門聯系，以確保選型正確。

一．適用流量范圍和儀表口徑的確定

儀表口徑的選擇，根據流量范圍來確定。不同口徑壓縮空氣流量計的測量范圍是不一樣的。即使同一口徑流量表，用于不同介質時，它的測量范圍也是不一樣的。實際可測的流量范圍需要通過計算確定。

（一）參比條件下空氣及水的流量范圍，見表（二），參比條件如下：

1．氣體：常溫常壓空氣，t=20℃，P=0.1MPa（絕壓），ρ =1.205 kg/m3，υ =15×10-6 m2/s。

2．液體：常溫水， t=20℃ ， ρ =998.2kg/m3 ， υ =1.006×10-6m2/s。

（二）確定流量范圍和儀表口徑的基本步驟：

1．明確以下工作參數。

（1）被測介質的名稱、組份

（2）工作狀態的*小、常用、*大流量

（3）介質的*低、常用、*高壓力和溫度

（4）工作狀態下介質的粘度

2．壓縮空氣流量計測量的是介質的工作狀態體積流量，因此應先根據工藝參數求出介質的工作狀態體積流量,相關公式如下：

（1）已知氣體標準狀態體積流量，可通過以下公式求出工況體積流量

（2）已知氣體標準狀態密度ρ ，可通過以下公式求出工況密度

（3）已知質量流量 Qm換算為體積流量 Qv

式中：

Qv：介質在工況狀態下的體積流量(m3/h)（Qv=3600f/K K:儀表系數）

Qo：介質在標準狀態下的體積流量(Nm3/h)

Qm：質量流量 (t/h)

ρ：介質在工況狀態下的密度(kg/m3)

ρ o：介質在標準狀態下的密度(kg/m3)，常用氣體介質的標準狀態密度，見表（三）

P：工況狀態表壓(MPa)

t：工況狀態溫度(℃)

3．儀表下限流量的確定。壓縮空氣流量計的上限適用流量一般可不計算，壓縮空氣流量計口徑的選擇主要是對流量下限的計算。下限流量的計算應該滿足兩個條件：*小雷諾數不應低于界限雷諾數（Re=2×104）；對于應力式壓縮空氣流量計在下限流量時產生的旋渦強度應大于傳感器旋渦強度的允許值（旋渦強度與升力ρ v2成比例關系）。這些條件可表示如下：

由密度決定的工況可測下限流量：

由運動粘度決定的線性下限流量：

式中：

Qρ：滿足旋渦強度要求的*小體積流量(m3/h)

ρ 0：參比條件下介質的密度

Qυ：滿足*小雷諾數要求的*小線性體積流量(m3/h)

ρ：被測介質工況密度（kg/m3）

Q0：參比條件下儀表的*小體積流量(m3/h)

υ：工作狀態下介質的運動粘度(m2/s)

υ o：參比條件下介質的運動粘度(m2/s)

通過公式（6）、（7）計算出 Qρ 和 Qν 。比較 Qρ 和 Qν ，確定流量儀表可測下限流量和線性下限流量：Qυ ≥Qρ ：可測流量范圍為 Qρ ～Qmax , 線性流量范圍為 Qυ ～Qmax

Qυ

Qmax：壓縮空氣流量計的上限體積流量(m3/h)

4．儀表上限流量以表(二)中的上限流量為準.氣體的上限流速應該小于 70m/s,液體的上限流速應該小于 7m/s

5．當用戶測量的介質為蒸汽時，常采用的計量單位是質量流量，即：t/h 或 Kg/h。由于蒸汽（過熱蒸汽和飽和蒸汽）在不同溫度和壓力下的密度是不同的，因此蒸汽流量范圍的確定可由公式(8)進行計算得出

式中：

ρ：蒸汽的密度（kg/m3）

ρ0：1.205kg/m3

Q 蒸汽：蒸汽質量流量（t/h）

6．計算壓力損失，檢測壓力損失對工藝管線是否有影響，公式(單位：Pa)：

式中：

Δ p：壓力損失（Pa） Cd：壓力損失系數

ρ ：工況介質密度（kg/m3）V:平均流速（m/s）

7．被測介質為液體時,為防止氣化和氣蝕,應使管道壓力符合以下要求:

式中：

Δ p：壓力損失（Pa）

p0：工作溫度下液體的飽和蒸汽壓（Pa 絕壓）

Po：流體的蒸汽壓力 (Pa 絕壓)

8．壓縮空氣流量計不適合測量高粘度液體。當計算出的可測流量下限不滿足設計工藝要求時，應該考慮選用其它類型流量計。

9．通過計算如果有兩種口徑都可滿足要求，為了提高測量效果、降低造價，應選用口徑較小的表。應該注意的是，盡可能使常用量處在流量范圍上限的 1/2～2/3

(三)選型舉例：

例一：已知氣體壓力和溫度及標況下的流量時

某壓縮空氣，標況流量范圍為QN=1200-12000Nm3/h,壓力 P=0.7Mpa(表壓)，溫度 t=30℃。試確定流量計口徑。

步驟一：計算壓縮空氣的工況體積流量

由公式(3):

工況使用下限體積流量為:

Qvmin=QN×0.101325×(273.15+t)/293.15/（P +0.1）=1200×0.101325×(273.15+30)/293.15/（0.7 +0.1）=157(m3/h)

工況使用流量上限為: Qvmax=1570(m3/h)

步驟二：根據使用工況流量范圍 157-1570m3/h，查表（二），滿足下限流量條件的流量計為 DN80、DN100 和 DN125，考慮到上限流量 1270m3/h及使用效果和經濟成本，初選 DN100, DN100流量計的工況流量范圍是 100-1700m3/h，接近使用流量范圍，初選 DN100 流量計，但應具體核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量。核算 DN100 流量計在該工況條件下的可測下限流量：

由公式(4)及公式(6):

即，流量計在該工況條件下的可測下限流量是37.46m3/h，遠小于要求的工況下限流量 157m3/h，確定選用 DN100 流量計。

例二：已知蒸汽壓力和溫度及工況流量時

測量介質為過熱蒸汽，蒸汽溫度為 320℃，壓力為 1.5MPa（絕壓）,流量范圍為 3t/h～25t/h, 試確定流量計口徑。

步驟一：計算蒸汽的等效空氣參比條件下的體積流量范圍，經查附表(二),該狀態下蒸汽的密度為:5.665Kg/m3,由公式(8) :

步驟二：根據等效參比流量范圍 765-6379m3/h，查表（二），比較適合該流量范圍為 DN200 口徑。

儀表的安裝設計

儀表的正確安裝是保障儀表正常運行的重要環節，若安裝不當，輕則影響儀表的使用精度，重則會影響儀表的使用壽命，甚至會損壞儀表。

（一）安裝環境要求：

1．盡可能避開強電設備、高頻設備、強開關電源設備。儀表的供電電源盡可能與這些設備分離。

2．避開高溫熱源和輻射源的直接影響。若必須安裝，須有隔熱通風措施。

3．避開高濕環境和強腐蝕氣體環境。若必須安裝，須有通風措施。

4．壓縮空氣流量計應盡量避免安裝在振動較強的管道上。若必須安裝，須在其上下游 2D 處加設管道緊固裝置，并加防振墊，加強抗振效果。

5．儀表*好安裝在室內，安裝在室外應注意防水，特別注意在電氣接口處應將電纜線彎成 U 形，避免水順著電纜線進入放大器殼內。

6．儀表安裝點周圍應該留有較充裕的空間，以便安裝接線和定期維護。

（二）儀表管道安裝要求：

1．壓縮空氣流量計對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響介質在管道中的流場，影響儀表的測量精度。儀表的上下游直管段長度要求見圖(三)

注:調節閥盡可能不安裝在壓縮空氣流量計的上游,而應安裝在壓縮空氣流量計的下游 10D 處。

2．上、下游配管內徑應相同。如有差異，則配管內徑 Dp 與渦街儀表表體內徑 Db,應滿足以下關系0.98Db≤Dp≤1.05Db上、下游配管應與流量儀表表體內徑同心，它們之間的不同軸度應小于 0.05Db

3．儀表與法蘭之間的密封墊，在安裝時不能凸入管內，其內徑應比表體內徑大 1-2mm

4．測壓孔和測溫孔的安裝設計。被測管道需要安裝溫度和壓力變送器時，測壓孔應設置在下游 3-5D處，測溫孔應設置在下游 6-8D 處，見圖（七）。D 為儀表工稱口徑，單位：mm

5．儀表在在管道上可以水平、垂直或傾斜安裝。

6．測量氣體時，在垂直管道安裝儀表，氣體流向不限。但若管道內含少量液體，為了防止液體進入儀表測量管，氣流應自下而上流動，如圖（四）a 所示

7．測量液體時，為了保證管內充滿液體，所以在垂直或傾斜管道安裝儀表時，應該保證液體流動方向從下而上。若管道內含少量氣體，為了防止氣體進入儀表測量管，儀表應安裝在管線的較低處如圖（四）b 所示

8．測量高溫、低溫介質時，應注意保溫措施。轉換器內部（表頭殼體內）高溫一般不應超過 70℃；低溫易使轉換器內部出現凝露，降低印制電路板的絕緣阻抗，影響儀表正常工作。

（三）儀表的安裝外形尺寸：見圖（五）、圖（六）

（四）插入式壓縮空氣流量計安裝步驟：

1．在管道上用氣焊開一個略小于φ 100mm 的圓孔，并把圓孔周圍毛刺清除干凈，以保證測頭旋轉流利

2．在管道圓孔處焊上廠家提供的法蘭，要求法蘭軸線與管道軸線垂直。

3．將球閥及傳感器安裝在焊接好的發蘭上。

4．調節絲杠，使插入深度符合要求（保證測頭中心軸線和管道中心軸線重合），流體流向必須與方向標上的指示箭頭保持一致。

5．均勻擰緊壓蓋上的螺絲。(注：壓蓋的松緊程度決定儀表的密封程度和絲杠能否旋動)

6．檢查各環節是否完成好，慢慢打開閥門觀察是否有泄漏（需特別注意人身安全）若有泄露請重復步驟 5、6。

(五)壓力變送器和 Pt100 安裝示意圖

儀表配線設計

一. 輸出頻率信號的三線制壓縮空氣流量計配線設計

輸出頻率信號的三線制流量傳感器采用 DC24V 或 DC12V 電源供電，一般通過三芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連，屏蔽層應可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應適合現場環境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離，不能平行走線。傳感器端子接線見圖（八）

二．輸出標準 4~20mA 電流信號的兩線制壓縮空氣流量計配線設計

輸出標準 4~20mA 電流信號的兩線制變送器采用 DC24V 電源供電，一般通過兩芯屏蔽電纜線(RWP3×0.5mm)與顯示儀表或計算機相連，屏蔽層應可靠地接到放大器殼的接地螺絲上。屏蔽電纜線的選擇應適合現場環境要求，另外屏蔽電纜線要與其它強功率電力線分離，不能平行走線。變送器端子接線見圖（九）

三．帶 RS-485 通訊接口功能的壓縮空氣流量計配線設計

帶 RS-485 通訊功能的壓縮空氣流量計采用 DC24V 電源供電，與其它設備之間采用四線制傳輸方式。儀表端子接線見圖（十）

四．防暴型壓縮空氣流量計配線設計

LUGB/E 三線制脈沖輸出型壓縮空氣流量計與 LB978 齊納安全柵相連、LUGB/E 兩線制標準 4~20mA 電流輸出型壓縮空氣流量計與 LB987S 齊納安全柵相連可構成本質安全型防爆系統，產品防爆標志為 Ex ia Ⅱ CT2-T5。

本安防爆型壓縮空氣流量計傳感器/變送器與防爆安全柵和積算系統等關聯設備的接線性請參看防爆安全柵廠家提供的接線說明和以下所示圖（十一），圖（十二）。

注意事項：

（1）防爆型傳感器和變送器安裝于危險場所，安全柵、顯示儀表、供電電源，計算機等關聯設備必須安裝在安全場所。

（2）傳感器和變送器應有可靠接地，防爆地線不得與強電系統保護接地共用。

五、普通液晶顯示表頭參數設置操作說明(V01P)

1、面板按鍵說明

2、顯示窗字符說明

液晶顯示標志字符定義見表（一）：

3、操作說明：

本版本儀表表頭操作界面采用菜單形式進行參數設置，框圖如下：

3．1 儀表出廠前已將各參數根據用戶訂貨要求設置完畢，用戶無須設置。如用戶需要改變量程，請按下述方法設定。例如，φ 600 插入式流量表，原滿度流量為 50000m3/h，頻率為 694.4Hz。滿度流量現改為 70000m3/h，頻率為 972.2Hz 進入每項流量參數設置頁后，其右端標志字符均進行閃動提示，每項參數設置完畢后，必須按 SET 鍵確認才能寫入存儲。

按 SET 鍵，顯示屏顯示 P，數字位為全零，8 秒鐘若無操作，自動返回工作狀態。

輸入密碼：按數字↑鍵和左移←鍵，輸入密碼數 xxxxx(出廠時默認密碼為 00000)，↑鍵可使各位數字由 0-9 循環變化，每按 ←鍵一次數字向右循環一位，可通過多次按←鍵對整段數字清零，按→鍵可以返回工作狀態。

菜單選擇項：按 SET 鍵確認，顯示屏顯示如右圖所示，末行“00”閃動，調整該項值選擇不同參數設置菜單。

設置小數點：直接按 SET 鍵確認，進入默認流量參數設置菜單，顯示屏顯示 QP，按數字↑ 鍵設置標志位。按數字← 鍵設置小數點，按→鍵可以返回菜單選擇項。

小信號切除：按 SET 鍵確認寫入上步操作結果，顯示屏顯示 F0，按數字鍵↑和移位鍵←，設置小信號切除頻率值，按→鍵可以返回菜單選擇項。

滿度流量參數設置：按 SET 鍵確認寫入上步操作結果，顯示屏顯示 Q，按數字鍵↑和移位鍵←，設入滿度流量值 70000（km3/h），按→鍵可以返回菜單選擇項。

滿度頻率參數設置：按 SET 鍵確認寫入上步操作結果，顯示屏顯示 F ，按數字鍵↑和移位鍵←，設入滿度流量對應頻率 972.2Hz，按 SET 鍵確認寫入上步操作結果,并返回本菜單*一頁，按→鍵可以返回菜單選擇項。

3．2 密碼設置說明

在菜單選擇項狀態，步驟（四），調整該項值為“01”，然后按 SET 鍵，進入密碼設置項。

密碼設置項：按數字鍵↑和移位鍵←，設置所需密碼，按 SET 鍵確認，“AA”閃動，代表屏顯密碼已寫入，按→鍵可以返回菜單選擇項。

3．3 線性修正設置說明

在菜單選擇項狀態，步驟（四），調整該項值為“03”，進入線性修正菜單

線性修正項：若“AA”閃動，代表儀表工作在線性修正狀態，若“P”閃動，代表儀表工作在非修正狀態，須輸入認證碼進入修正參數設置菜單。為了保證數據的安全性，通行碼不對用戶開放。按→鍵可以返回菜單選擇項。

3．4 小流量切除說明

當安裝儀表現場的管道振動過大，無實際流量而有干擾信號輸出，可以采用小流量切除功能將干擾信號切除，切除信號頻率范圍一般要求低于儀表的下限量程，具體設置因情況而定。

二、普通液晶顯示表頭參數設置操作說明(V02P)

1、鍵盤按鍵說明

2、顯示屏字符說明

工作狀態液晶顯示標志字符定義見表（二）：

3、操作說明

3.1、本版本儀表表頭操作界面采用菜單形式進行參數設置，框圖如下：

3.2、參數設置約定（在進行參數設置前請認真閱讀以下約定）：

（1）在設置各項參數時，提示符閃動代表該項參數沒有設置完或者尚未確認，可以通過按 SET 鍵來確認或者按→鍵退出；提示符不閃動代表該項參數已設置完并確認，此時可以通過按 SET 鍵翻頁或者按→鍵退出。

（2）進入參數設置時，需要輸入密碼（6 位可改，默認密碼為 000123）并確認進入，為了防止誤進入參數設置菜單，保證儀表正常工作，在設置密碼時，使用↑鍵調數時不能循環調數，只能單次調數；進入各項參數設置菜單后，對各項參數中的每位可以通過按住↑鍵循環調整數據（0-9 循環）。

（3）對于可以設置小數點的參數選項，要先設置小數點并確認，然后進行參數數據設置并確認。

3.3、儀表參數設置舉例：

儀表出廠前各項參數已設置好，用戶無需設置。如果用戶需要設置某項參數，請參照以下步驟，例如修改補償值 d:

在工作狀態下，按 SET 鍵，顯示屏顯示 P，數字位為全零，8 秒鐘若無操作，自動返回工作狀態。

輸入密碼：按數字↑鍵和左移←鍵，輸入密碼數 xxxxx(出廠時默認密碼為 000123)，↑鍵調各位數字 0-9，每按 ←鍵一次數字向右循環一位，可通過多次按←鍵對整段數字清零，按→鍵可以返回工作狀態。

菜單選擇項：按 SET 鍵確認，顯示屏顯示如右圖所示，末行“00”閃動調整該項值選擇不同參數設置菜單。該例按鍵使 00 變為 04，然后按 SET 鍵進入 d 設置項

設置定值補償值：d 閃動，*一步：*先進行小數點調整，可以通過←鍵對參數快速清零或者通過↑鍵進行小數點調整，調整完畢，按 SET 鍵確認（d 仍閃動）；

*二步：數值調整，可以通過↑鍵對每位數字進行調整，按 ←鍵一次數字向右移動一位，調整完畢，按 SET 鍵確認，d 停止閃動，該項參數設置完畢，可按 SET 鍵進行下一項參數設置或者按→鍵退出。

另外，補償后單位設置 U.X 通過↑鍵調整修改。

3.4、線性修正說明:該項啟動可對儀表系數進行 5 點修正，默認狀態為禁止。為保證儀表的安全運行，該項不對用戶開放，需專用密碼進入。

4、計算公式說明

4.1、測量測量過程計算公式: 若 d----設置值為密度值（單位 Kg/m3）

（1）壓縮空氣流量計工況體積流量計算公式：

（2）密度 d，單位 Kg/m3

（3）質量流量計算公式（若補償后單位為 U.0），則：

（4）質量流量計算公式（若補償后單位為 U.1），則：

4.2、測量測量過程計算公式: 若 d----設置值為氣體補償系數（無量綱）

（1）壓縮空氣流量計工況體積流量計算公式：

（2）氣體補償系數 d（單位 1），用戶通過運算求得：

P1—工況絕壓，PN—標況絕壓（Mpa），T1—工況熱力學溫度，TN—標況熱力學溫度(K)

氣體壓縮系數，通常默認為 1

（3）標況流量計算公式（若補償后單位為 U.0）：

（4）標況流量計算公式（若補償后單位為 U.1）：

注：標況指 20℃，1 標準大氣壓

三、一體化液晶顯示表頭參數設置操作說明(V03Z)

1、鍵盤按鍵說明

2、顯示窗字符說明

注：表中 x 代表“0”或“1”；Zn：標準狀態下（20℃，1 標準大氣壓），被測氣體的壓縮系數，Z：工作狀態下被測氣體的壓縮系數

3、操作說明

3.1、本儀表表頭采用自導引式和菜單式相結合的參數設置方式，所謂自導引式參數設置方式就是用戶在進入菜單 00 項后，表頭中的微電腦會自動導引用戶去設置需要設置的參數。另外，用戶也可以通過菜單模式分別對各組參數進行設置。蒸汽測量菜單框圖如下：

3.2、參數設置約定：在設置各項參數時，提示符閃動代表該項參數沒有設置完或者尚未確認，可以通過按SET 鍵來確認或者按→鍵退出；提示符不閃動代表該項參數已設置完并確認，此時可以通過按 SET 鍵翻頁或者按→鍵退出。進入參數設置時，需要輸入密碼（6 位）并確認進入，為了防止誤進入參數設置菜單，保證儀表正常工作，在設置密碼時，使用↑鍵調數時不能循環調數，只能單次調數，只有密碼輸入正確進入各項參數設置菜單后才可以對各位循環連續調整數據。

3.3、儀表參數設置舉例：

儀表出廠前各項參數已設置好，用戶無需設置。如果用戶需要設置某項參數，請參照以下步驟，例如修改刻度流量值 QT: