在流体中设置三角柱型旋涡发生体，则从旋涡发生体两侧交替地产生两列有规则的旋涡，这种旋涡称为卡门涡街，如图(一)所示。
图(一)
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，被测介质来流的平均速度为V，旋涡发生体迎流面宽度为d，表体通径为D，根据卡曼涡街原理，有如下关系式:
f=St.V/〔（1-1.25d/D）d〕
式中：
f－发生体一侧产生的卡门旋涡频率
St－斯特罗哈尔数
V－流体的平均流速
d－柱体流面宽度
D-管道内径
在漩涡发生体中装入电容检测探头或压电检测探头及相应匹配电路，即可构成电容检测式涡街流量/传感器或压电检测式涡街流量传感器。
图（二）
在曲线表中St＝0.17的平直部分，漩涡的释放频率与流速成正比,即为涡街流量传感器测量范围度。只要检测出频率f就可以求得管内流体的流速，由流速V求出体积流量。
Q＝3600f/K或M=ρ3600 f/K
式中：K＝仪表常数（1/m3）。
M=质量流量
Q＝体积流量（m3/h）
ρ=介质密度（kg/m3）
F=频率Hz
二. 主要技术指标
表(一)
测量介质 | 液体、气体、蒸汽（单相介质或可以认为是单相的介质） | |
饱和蒸汽在干度≥85%时，可以认为是单相介质 | ||
介质温度(℃) | -40～+300； 350～450（电容式，协议订货） | |
介质压力 | 1.6Mpa 2.5Mpa 4.0Mpa ≥4.0Mpa的规格协议订货 | |
允许振动加速度 | 电容式传感器:1.0～2.0g 压电式传感器：≤0.2g | |
不确定度 | 1.0级 1.5级 2.5级 | |
量程比 | 8:1 10:1 15:1 | |
流量范围 | 液体：0.35~7.0m/s 气体：5.0~60.0m/s 蒸汽：6.0~70.0m/s | |
规 格 | 满管式 | 法兰卡装式规格为DN15-DN300 |
式 | DN200-DN1500（过DN1500可订货） | |
材 质 | 304，其他材质协议订货 | |
雷 诺 数 | 正常2×103~7*10 扩展1*10~7*10 | |
阻力系数 | 满管式Cd≤2.6 | |
护等级 | 普通型：IP65 潜水型：IP68 | |
爆等级 | 本质型：EX（ia）Ⅱ2-T5 隔爆型：ExdⅡBT2-T5 | |
环境条件 | 环境温度 | -40℃~+55℃（非爆场所） -25℃~+55℃（爆场所） |
相对湿度 | ≤90% | |
大气压力 | 86~106kPa | |
供电电源 | 脉冲型12VDC～ +24VDC 电流型 12VDC～+24VDC 4-20mA 电池供电3.6V | |
输出信号 | 频率脉冲信号2~3000Hz 低电平≤1V 高电平≥5V | |
二线制4-20mA信号 爆型负载≤300Ω 非爆型负载≤500Ω | ||
三、传感器的选型
3.1．尊敬的用户，当您要选用产品时，请仔细阅读选型样本，并做好以下工作：
1．认真核对被测介质的工况条件：温度、压力、管径等工艺参数。
2．认真核对被测介质的使用流量范围，是小流量值以终确定使用仪表的口径及配管参数。
3．确定仪表的安装地点，直管段，并为仪表的安装维护好的环境条件。
3.2．涡街流量仪表选型表（合/T9249-1999标准）
1．传感器选型表
LUGB/E系列涡街流量仪表选型表
型 谱 | 说 明 | |||||||||
LU | 涡街流量仪表 | |||||||||
G | 传感器 | |||||||||
检测 方式 | B | 压电式传感器 | ||||||||
E | 电容式传感器 | |||||||||
连接方式 | 1 | 对满管型 | 法兰连接型 | |||||||
2 | 对满管型 | 法兰卡装型 | ||||||||
3 | 对型 | 简易型 | ||||||||
4 | 对型 | 球阀型 | ||||||||
测量介质 | 2 | 液体 | ||||||||
3 | 气体 | |||||||||
4 | 蒸汽 | |||||||||
公称通径 | 02 … 30 | DN25 … 单位：mm DN300 | ||||||||
使用环境 |
| P | 普通型 | |||||||
B | 爆型 | |||||||||
输出信号 | 1 | 脉冲输出 | ||||||||
2 | 4～20mA电流输出，液晶显示 | |||||||||
3 | RS-485通讯 | |||||||||
4 | 电池供电，不带温度、压力补偿 | |||||||||
选型 说明 | 例如： LUGE2405-P2 满管型电容式涡街流量仪表，法兰卡装型连接，介质为蒸汽 仪表通径为DN50,普通 4～20mA电流信号输出 | |||||||||
2.传感器的公称通径编号对照表
公称通径 DN mm | 25 | 32 | 40 | 50 | 65 | 80 | 100 | 125 | 150 | 200 | 250 |
标记号 | 02 | 03 | 04 | 05 | 06 | 08 | 10 | 12 | 15 | 20 | 25 |
公称通径 DN mm | 300 | 350 | 400 | 450 | 500 | 600 | 700 | 800 | 1000 | 1200 | 1500 |
标记号 | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 | 60 | 70 | 80 | A0 | A2 | A5 |
3.3.选型要点与提示
为使流量计能在良好的性能下工作，选择流量型号和规格时应注意一下几点：
⑴． 流量计的选型尽可能不要使用流量工作在下限限值，故流量计的口径应尽可能小，以获得更大的流速和流量范围。
⑵． 流量计应使用在介质工作压力和温度范围的技术参数内。不要刻意选用高压力等级和温度的仪表，应根据实际工作压力和温度选用仪表，后者价格要高些。
⑶． 在危险场所，应选用爆型流量计。
⑷． 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，其上限流量一般不受介质压力和温度的影响，因此确定流量范围只要确定实际可用的下限流量即可。计算出下限流量后，查流量范围表即可确定相应口径。
3.4.流量范围的选择
流量计算类别 | 计算公式 | 测量范围 | 号说明 |
由工况密度决定 的下限流量Qρ |
Qρ=Q工· ρ。/ρ工 | 见下表 | Q 工：工况密度下的体积流量（m3/h） Q ρ：空气参比密度下的体积流量（m3/h） ρ工：被测介质的工况密度（Kg/ m3） ρo：空气参比密度，=1.205 Kg/ m3
Q0 ：参比介质粘度下的流量（m3/h）
0 m ：动力粘度（厘泊） P工：工况介质压力=表压+大气压（Mpa） T工：工况下介质温度273.15+ T工 Q N：标况下的体积流量（N m3/h） G ：质量流量（Kg/ h） D ：管道直径(m) Re ：雷诺数 V ：流体平均速度(m/s) |
由工况运动粘度决定的下限流量Qv |
=m/ρ | 见下表 | |
气体标况量 换算称工况流量 |
Q工= · · QN | 见下表 | |
工况质量流量的计算 |
QN= | 见下表 | |
满足雷诺数范围 要求下限流量Qre |
D= | 2×104≤Re≤7×106 | |
按流速计算 正常流量范围 |
V= | 液体：0.37~7.0m/s | |
气体、蒸汽：4.0~60.0m/s |
3.5.过热、饱和蒸汽流量范围选择（t/m3）
计算公式
Q=1.5·Q空气·ρ·10-3· ρO/ρ
ρ：蒸汽密度
ρO：空气参比密度1.205kg/m3
计算举例：
计算DN200口径过热蒸汽1.8Mpa、温度300℃时的流量范围
（1）表中查出DN200流量范围，560~6000m3/h。查表ρ=3.0239kg/m3。
Qmin=1.5·560·3.0239·10· 1.205/3.0239=1.947（t/h）
Qmax=1.5·4000·3.0239·10· 1.205/3.0239=11.454(t/h)
3.6.阻力损失计算
ΔΡ=Cd·ΡV2/2g=1.29ρV2 （4.2式）
式中：ΔΡ：传感器阻力损失（Pa）（1Kpa=102.156mmH20）
ρ：被测介质的工况密度（kg/m3）
Cd：阻力系数（≤2.6）
V：管内流体平均流速（m/s）
3.7、小管道压力计算
在测量液体（是高温液体）时，当管道内压力小、流速大时，往往会出现气穴现象，因而影响正确的流量测量，避免产生气穴现象小管道压力由以下公式计算：
Ρ≥ΔΡ+1.3Ρo (4.3式)
式中：Ρ：小管道压力（MPa）
ΔΡ：压力损失（MPa）
Ρo：该液体工作温度对应的饱和蒸汽压力（MPa）
涡街流量传感器工况流量范围参考表
仪表口径 (mm) | 液体 | 气体 | ||
测量范围 (m3/h) | 输出频率范围 (Hz) | 测量范围 (m3/h) | 输出频率范围 (Hz) | |
15 | 1.2-6 | 115-580 | 4~28 | 240-2350 |
20 | 1.5-10 | 60-422 | 6~40 | 210-2132 |
25 | 2～16 | 35～400 | 10~60 | 190～1140 |
40 | 2.5~25 | 10～200 | 25~180 | 140～1040 |
50 | 3.5~40 | 8～130 | 35～300 | 94～1020 |
65 | 7.5~70 | 7~100 | 50~500 | 60~600 |
80 | 12～130 | 6～82 | 80～800 | 55～690 |
100 | 18~160 | 5～60 | 120～1200 | 42～536 |
125 | 25~250 | 4 ~ 46 | 150~1500 | 25~300 |
150 | 50~400 | 3～40 | 320～2800 | 33～380 |
200 | 70~700 | 2～31 | 560～6000 | 22～315 |
250 | 120~1200 | 2.5～25 | 890～8000 | 18～221 |
300 | 200~2000 | 2.2～22 | 1360～12000 | 16～213 |
(300) | 200~1800 | 11～98 | 1560～15000 | 83～830 |
(400) | 350～3000 | 11～92 | 2750～27000 | 83～836 |
(500) | 500～4000 | 10～79 | 4300～43000 | 84～834 |
(600) | 700～5600 | 9.5～76 | 6200～61000 | 83～830 |
(800) | 900～7200 | 7～55 | 11000～110000 | 83～829 |
(1000) | 1300～12000 | 6.3～56 | 17000～170000 | 83～820 |
>(1000) | 协议 | 协议 | ||
注：表中(300)～(1000)口径为式
四．仪表的安装
仪表的正确安装是保障仪表正常运行的重要环节，若安装不当，轻则影响仪表的使用，重则会影响仪表的使用寿命，甚至会损坏仪表。
（一） 安装环境要求：
1． 尽可能避开强电设备、高频设备、强开关电源设备。仪表的供电电源尽可能与这些设备分离。
2． 避开高温热源和辐射源的直接影响。若须安装，须有隔热通风措施。
3． 避开高湿环境和强腐蚀气体环境。若须安装，须有通风措施。
4． 涡街流量仪表应尽量避免安装在振动较强的管道上。若须安装，须在其上下游2D处加设管道紧固装置，并加振垫，加强振效果。
5． 仪表安装在室内，安装在室外应注意水，注意在电气接口处应将电缆线弯成U形，避免水顺着电缆线进入放大器壳内。
6． 仪表安装点周围应该留有较充裕的空间，以便安装接线和定期维护。
（二） 仪表安装条件要求：
1． 涡街流量仪表对安装点的上下游直管段有要求，否则会影响介质在管道中的流场，影响仪表的测量。仪表的上下游直管段长度要求见图(三)
DN为仪表工称口径 单位:mm
传感器上游 | 前后直管段长度 | 传感器上游 | 前后直管段长度 |
同心收缩 |
| 同心收缩 |
|
同一平面两 |
| 不同平面两 |
|
同心扩管 |
| 调节阀半开 |
|
图(三)
2．传感器应水平或垂直安装（液体的流向自下而上）在与其公称通经相应的管道上。
3．传感器上游侧不应设置流量调节阀。
4．如上游直管段长度不能满足上图要求，建议用户在上游侧管道中安装流体整流器。
5．若管道要缩径，其直管段与渐变管的长度应满足上图.
6．传感器不要安装在有强烈振动的管道上，以免影响，如传感器在有振动的管道上安装使用时，可采取下面措施来减小振动带来的干扰：
(a)、在传感器上游2D处加装管道 固定支撑点。
(b)、在满足直管段要求的前提下，加装软管过度。
7．传感器（变送器）安装在高温管道上时，传感器（变送器）须加保温层，热辐射对放大器的伤害。
8．流量计附近不得有强烈磁场干扰。
9．流量计须接地，接地电阻应≤10Ω.
10．测量高温、低温介质时，应注意保温措施。转换器内部（表头壳体内）高温一般不应过70℃；低温易使转换器内部出现凝露，降低印制电路板的缘阻，影响仪表正常工作
图（四）
（三）仪表的安装外形尺寸：（参考）见图（五）、图（六）
口径 （mm） | DN250 | DN300 | DN400 | DN500 | DN600 | DN800- 2000 |
L | 255 | 280 | 330 | 380 | 430 | 530 |
（四）式涡街流量仪表安装步骤：
1． 在管道上用气焊开一个≥φ100mm的圆孔，并把圆孔周围毛刺清除干净，以测头旋转流利
2． 在管道圆孔处焊上厂家提供的法兰，要求法兰轴线与管道轴线垂直。
3． 均匀拧紧压盖上的螺丝。(注：流体流向与方向标上的指示一致)
4． 检查各环节是否完成好，慢慢打开阀门观察是否有泄漏（需注意人身）若有泄露请重复步骤4、5。
(五)压力变送器和Pt100安装示意图
图 （七）
仪表安装注意事项：
1、 仪表安装选择在室内，远离震动及有较强电磁干扰的地方。如在室外，可将表头加以保护。
2、 仪表前少要有10-15倍的直管段，后要有5的直管段。选择安装地方要便于安装、接线、调试。
3、 有一段直管段，在安装前先将两片法兰焊接好，再将仪表装好夹紧，将管道切掉等长直管，然后将之前焊接好的整体表加以安装。切忌不要将表夹在法兰上焊接。
五、仪表配线
(一)．输出频率信号的三线制涡街流量仪表配线设计
输出频率信号的三线制流量传感器采用DC24V或DC12V电源供电，通过三芯屏蔽电缆线与显示仪表或计算机相连，屏蔽层应地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求，屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离，不能平行走线。传感器端子接线见图（八）
(二)．输出标准4~20mA电流信号的两线制涡街流量仪表配线设计
输出标准4~20mA电流信号的两线制变送器采用DC24V电源供电，通过两芯屏蔽电缆线与显示仪表或计算机相连，屏蔽层应地接到放大器壳的接地螺丝上。屏蔽电缆线的选择应适合现场环境要求，另外屏蔽电缆线要与其它强功率电力线分离，不能平行走线。变送器端子接线见图（九）
(三)．带RS-485通讯接口功能的涡街流量仪表配线设计
带RS-485通讯功能的涡街流量仪表采用DC24V电源供电，与其它设备之间采用四线制传输方式。仪表端子接线见图（十）
(四)．涡街流量仪表配线设计
LUGB/E三线制脉冲输出型涡街流量仪表与LB978齐纳栅相连、LUGB/E两线制标准4~20mA电流输出型涡街流量仪表与LB987S齐纳栅相连可构成本质型爆系统，产品爆标志为Ex ia Ⅱ 2-5。本安爆型涡街流量传感器/变送器与爆栅和积算系统等关联设备的接线性请参看爆栅厂家提供的接线说明和以下所示图（十一），图（十二）。
注意事项：
（1）爆型传感器和变送器安装于危险场所，栅、显示仪表、供电电源，计算机等关联设备须安装在场所。
（2）传感器和变送器应有接地，爆地线不得与强电系统保护接地共用。
六、各种显示板操作说明
1.放大板的使用：
1.1放大板上面有8个拨码开关：S1~S8。参考位置如下图：
其中：S1~S3为灵敏度放大倍数，S1为，S2中间，S3小，S4~S8为滤波，S4滤波强，S8小 | ||||||||
仪表口径 | 拨码开关S1 | |||||||
触发灵敏度 | 测水 | 放大灵敏度 | ||||||
S1 | S2 | S3 | S4 | S5 | S6 | S7 | S8 | |
DN15 | ● | ○ | ||||||
DN25 | ● | ○ | ||||||
DN32 | ● | ○ | ● | |||||
DN40 | ● | ○ | ● | |||||
DN50 | ● | ○ | ● | |||||
DN65 | ● | ○ | ● | ● | ||||
DN80 | ● | ○ | ● | ● | ||||
DN100 | ● | ○ | ○ | ● | ● | |||
DN125 | ● | ○ | ○ | ● | ● | ● | ||
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