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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*。
“ 
”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。
