HQ-LUGB系列智能渦街流量計
一、智能渦街流量計概述
智能渦街流量計是基于卡門渦街原理而研制的--種具有國際先進水平的新型流量計。由于它具有其它流量計不可兼得的優點，自七十年代以來得到了迅速發展，據在關資料顯示，現在日本，歐美等發達國家使用智能渦街流量計的比例大幅度上升，已廣泛應用于各個領域。將在未來流量儀表中占產導地位，是孔板流量計zui理想的替代產品。智能渦街流量計適用于測量過熱蒸汽、飽和蒸汽、壓縮空氣一般氣體、水和液體的質量流量和體積流量。
本公司生產的HQ-LUGB型智能渦街流量計，有遠傳型，現場顯示型，溫壓自動補償型?？蓮V泛應用于化工、石油、冶金、輕工、環保、市政、電力等部門。
產品有以下特點:
1、結構簡單牢固，無可動部件，可靠性高，長期運行十分可靠。
2、安裝簡單，維護十分方便。
3、檢測傳感器不直接接觸被測介質，性能穩定，壽命長。
4、測量的是與流量成正比的脈沖信號，無零點漂移，精度高。
5、測量范圍寬，量程比可達1: 10。
6、壓力損失較小，運行費用低，更具節能意義。
7、采用超低功耗技術，電池供電可運行兩年以上。
8、溫壓補償一體化設計，同時顯示流量值與累積流量值，溫度、壓力值，不必輪流切換。
二、智能渦街流量計結構與工作原理
1、HQ-LUGB智能渦街流量計的結構，見（圖1）：
2、工作原理
介質以一定流速流過三角柱體時，在三角柱體兩端后產生一個交替的旋渦帶，稱之為“卡門渦街”（圖2），于是在發生體兩端產生壓力脈動，從而使檢測體產生交變應力，封裝在檢測探頭體內的壓電元件在交變應力的作用下，產生與旋渦同頻率的交變電荷信號，放大器將這種電荷信號進行放大、濾波、整形成方波送*積算儀進行處理和顯示。在一定雷諾數范圍內（2X104~7x106）旋渦的釋放頻率f與流速V及旋渦發生體的迎流面寬度d之間的關系可用下式表示: f=Sr.v/d， 式中: Sr為斯特勞哈爾數，在曲線的Sr=0.16的平直部分只要測出旋渦頻率f就可測出流體流速。從而達到測量流體流量的目的。（圖3）
三、智能渦街流量計技術參數
★測量介質：液體、氣體、過熱/飽和蒸汽
★測量范圍：正常工作范圍，雷諾數為20,000~ 7, 000, 000；測量可能范圍雷諾數為8, 000 ~ 7, 000，
★準確度：a.液體，指示值的+1.0%；
b.氣體，指示值的+1.5%；
c.蒸汽，指示值的土1.5%；
★重復性：準確性的1/3；
★輸出信號：a. 三線制電壓脈動 低電平； 高電平：大于4V：占空比50%
b.二線制電流4mA ~ 20mA
c.三線制電流4mA ~ 20mA
d.RS-485通訊接口
★工作電源：外電源； +24VDC；內電源3.6V鋰電池
★介質溫度：普通型： -40℃~ +130℃；
高溫型： -40℃~ +250℃；
特高溫型：-10℃~ +350℃可選；
防爆型： -40℃~ +80℃；
★工作壓力：2.5MPa（注: 應用戶要求，可提供其它壓力等級的流量計，需定做）
★大力壓力： 86KPa ~ 106KPa；
★殼體材質：a.碳鋼；b.不銹鋼（1Cr18Ni9Ti）
★規格（管道內徑）：20、25、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300
★環境溫度： -30℃~ +60℃
★相對溫度： 5% ~ 95%
★保護等級： IP65
★防爆類型：隔爆型；防爆標志：Exd I BT4
★工作狀況下流量范圍（單位: m3/h）
見表1（注:如果用戶要求下限低，請來電告之，可定做）
四、智能渦街流量計基本結構和安裝尺寸
流量計由表體、支柱和放大顯示裝置組成。有兩種與管道連接的方式，即法蘭卡裝方式和法蘭連接方式。圖2為法蘭卡裝示意，圖3是法蘭連接示意，表1、表2為有參考尺寸。
表2法蘭卡裝參考尺寸（mm）
表3法蘭連接參考尺寸（mm）
五、智能渦街流量計的安裝
正確地選擇安裝點和正確安裝流量計都是非常重要的環節，若在安裝環節失誤輕者影響測量精度，重者會影響流量計的使用壽命，甚*會損壞流量計。
5.1對直管段的要求
流量計對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響測量精度。
若流量計安裝點的上游有漸縮管，流量計上游應有不小于15D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。
若流量計安裝點的上游有漸擴管，流量計上游應有不小于18D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。
若流量計安裝點的上游有90°彎頭或下形接頭，流量計上游應有不小于20D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。
若流量計安裝點的上游在同一平面上有二個90°彎頭，傳感器上游應有不小于25D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。，
流量調節閥或壓力調節閥盡量安裝在流量計的下游5D以遠處，若必須安裝在流量計的上游，流量計上游應有不小于25D的等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。
流量計上游有活塞式或柱塞式泵，活塞式或羅茨式風機、壓縮機，流量計上游應有不小于 25D等徑直管段，下游應有不小于5D的等徑直管段。
特別注意:流量計安裝點的上游較近處若裝有閥門，不斷地開關閥門，對流量計的使用壽命影響極大，非常容易對流量計造成長久性損壞。流量計盡量避免在架空的非常長的管道上安裝，這樣時間一長后，由于流量計的下垂非常容易造成流量計與法蘭間的密封泄漏，若不得已安裝時，必須在流量計的上下游2D處分別設置管道緊固裝置。
5.2、對配管的要求
流量計對安裝點的上下游直管段有一定要求，否則會影響測量精度。
流量計安裝點的上下游配管的內徑應與流量計內徑相同，其應滿足下式的要求。
0.98DN≤D≤1.05DN式中:DN-流量計內徑
D-配管內徑
配管應與流量計同心.同軸偏差應不大于1.05DN。
流量計與法蘭間的密封墊不能凸入管道內，其內徑可比流量計內徑略大
5.3、對方管道的要求
為方便檢修流量計，zui好為流量計安裝旁通管。另外，在需清洗的管道上: 或所安裝流量計的管道內的流體不能為檢修流量計而停供的情況下，必須安裝旁通管。
5. 4、對管道振動的要求
流量計盡量避免安裝在振動較強的管道上,若不得已要安裝時，必須采取減振措施，在流量計上下游2D處分別設置管道緊固裝置,并加防振墊。
5.5、對外部環境的要求
流量計避免安裝在溫度變化很大的場所和受到設備的熱輻射，若必須安裝時，須有隔熱通風的措施。流量計避免安裝在含有腐蝕性氣體的環境中，若必須安裝時，須有通風措施。
流量計zui好安裝在室內，必須安裝在室外時，須有防潮和防曬的措施，注意水是否會順著電纜線流入放
大器盒內，接線時，在電氣接口外部將電纜線彎成U形。
安裝流量計的周圍須有充裕的空間，應有照明燈和電源插座，以便安裝接線和定期維護。流量計的接線位置要遠離電噪聲，如有功率變壓器、電動機和電源等。
流量計安裝點附近不能有無線電收發機存在，否則離頻噪聲會干擾流量計的正常使用。
六、智能渦街流量計的選型
6.1儀表的正確選型是儀表正常應用的關鍵，實際應用中，大多的故障是由于儀表的選型不合理造成的。詳細了解現場應用的工況條件及介質參數，選擇合適的壓力、溫度、防護、防爆等級及材質、結構方式、以保證儀表能運行在zui佳狀態。
6.2儀表使用的zui大流量應盡可能小于0.5Qgmax（儀表上限流量）
6.3儀表公稱口徑按工況zui大流量選擇，如果被測流量是以標準狀態（20℃，101.3kPa）流量，則需進行工況流量換算，在根據表1選擇適當的口徑。
（1）智能渦街流量計出廠前已按國家標準校準了流量范圍，一般情況下，用戶不用核算；必要時，用戶可按下式核算出工況下介質流量下限值。
Qgmin=QgminX
式中: Qgmin工況條件下，擁護流量下限值：
Qgmin表1參考條件下zui小流量:
ρ tab參比條件下介質密度[液體(水)ρtab=1000 (kg/m3)，氣體(空氣) ]ρtab= (1.205 (kg/ m3)，干飽和蒸汽ρtab=2.129[ (kg/ m3) ]；ρg工況條件下介質密度(kg/ m3)。
（2）氣體將標準狀態(101. 3kPa,20C)密度轉算成工況狀態下密度的計算；
ρg= pn.[(101.3+Pg)/ 101.3].[(273+20)/(273+T)]式中：pg工況條件下介質的密度(kg/ m3)
Ρn：標準狀態下(101. 3kPa，20C)介質密度(kg/ m3) ；
Pg工況壓力(kPa)；T工況溫度(℃)；
（3）計算工況流量(Qg)；
a)由標準狀態下的體積流量計算工況狀態下的體積流量：Qg=Qg (pn/ pg)
Qg=Qn.[101 .3/(101. 3+Pg)].[(273+T)/<273+20)]
式中：Qg工況流量(m3/h)；
Qn標況流量(m3/h)；
ρg工況條件下介質的密度(kg/ m3)
ρn標況下介質的密度(kg/ m3) ；Pg工況壓力(kPa)；
T工況溫度(℃)
b)由質量流量計算工況的流量(Qg) ；
Qg=Qm/g
式中：Qg工況流量(m3/h)；
Qm質量流量(m3/h) ；
ρg工況條件下介質的密度(kg/ m3)；
(4) 當測量液體時，為防止生氣穴和氣蝕，管道內的實際工作壓力應符合下式要求；
P≥2.7△P+1.3P1
式中：P所允許的zui小管道壓力(優良壓力MPa)；
△P壓力損失(MPa)；
P1該液休工作溫度下對應的飽和蒸氣壓力(MPa 優良壓力)；
△P可由下式計算：△P=1.079X 106p.v2
式中： p被測液體的密度(kg/ m3)；
V被測液休的流速(m/s)；
注:氣體指常溫常壓下的空氣(t=20C ,P=0. IMPa)；蒸氣指干飽和蒸氣(t=143C ,P=0.4MPa)
七、智能渦街流量計訂貨須知
1、用戶訂購本產品時要注意根據管道公稱直徑、流量范圍、公稱壓力、介質zui大壓力、介質溫度范圍、環境條件選擇合適的規格，在危險場所使用的必須注明防爆等級要求。
2、流量計一般為基本型，帶工況脈沖輸出，若需其它附件及輸出功能，請在訂貨時注明。3.用戶在訂貨時，請按照下列格式，詳細正確地填寫。
HQ-LUGB/E系列渦街流量計選型表
智能渦街流量計安裝示意圖
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參 數 |
描 述 |
基本參數 |
HQ-4G |
支持移動 LTE Cat-1 |
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支持聯通 LTE Cat-1 |
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支持電信 LTE Cat-1 |
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電源 |
供電范圍 5V~16V，推薦值 12V/1A |
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工作電流 |
平均 67mA， *大：289mA（12V） |
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狀態指示燈 |
POW：紅色 LED，供電后常亮，斷電后熄滅 |
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WORK： 綠色 LED，軟件正常啟動，閃爍頻率為 1Hz；
藍牙連接后，閃爍頻率提高至 10Hz；藍牙斷開后，恢復為 1Hz |
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NET：綠色 LED，正常聯網后常亮，網絡斷開后熄滅 |
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LINKA：綠色 LED，SOCKET A 正常連接后常亮，SOCKET A 斷開連接后熄滅
藍牙連接成功后，進行藍牙數據交互時，閃爍頻率為 1Hz |
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SIM/USIM 卡 |
卡 1：普通 SIM 卡（小卡），可插入到產品外置卡槽；
卡 2：產品內置貼片卡，出廠免費贈送流量，可續費。 |
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USB 接 口 |
預留 USB 接口，暫不開放。 |
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UART 接口 |
支持 RS232、RS485、TTL，端子接口，波特率 1200~230400（bps） |
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天線接口 |
SMA 外螺內孔 |
外形尺寸 |
尺寸(mm) |
26×24×75 |
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重量 (克) |
<50g |
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導軌標準 |
C45 國標（35mm） |
溫度范圍 |
工作溫度 |
-25℃~ +75℃ |
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擴展工作溫度 |
-35℃~ +85℃
注：當設備工作在擴展溫度范圍時，設備仍能保持正常工作狀態，具備語音短信和數據傳輸等功能；不會出現不可恢復的故障；射頻頻譜、網絡基本不 受影響。僅個別指標如輸出功率等參數值可能會超出 3GPP 標準的范圍。當
溫度返回至正常溫度范圍時，設備的各項指標仍符合 3GPP 標準。 |
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存儲溫度 |
-40℃~ +85℃ |
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濕度范圍 |
工作濕度 |
5%~95%（無凝露） |
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技術規范 |
TDD-LTE |
3GPP Release 13 CAT1 下行 7.5 Mbps，上行 1 Mbps |
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FDD-LTE |
3GPP Release 13 CAT1 下行 10 Mbps，上行 5 Mbps |
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頻 段 |
TDD-LTE |
Band 34/38/39/40/41 |
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FDD-LTE |
Band 1/3/5/8 |
功率等級 |
TDD-LTE
Band 34/38/39/40/41 |
+23dBm(Power class 3) |
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FDD-LTE
Band 1/3/5/8 |
+23dBm(Power class 3) |
軟件功能 |
工作模式 |
網絡透傳模式，HTTPD 模式，短信透傳模式 |
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設置指令 |
AT+命令結構 |
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網絡協議 |
TCP/UDP/DNS/FTP/HTTP/MQTT |
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Socket 數量 |
4 |
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用戶配置 |
串口 AT 指令、網絡 AT 指令、短信 AT 指令 |
特色功能 |
域名解析 DNS |
支持 |
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簡單透傳方式 |
支持 TCP Client /UDP Client |
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心跳數據包 |
支持自定義心跳包/SN 心跳包/ICCID 心跳包/IMEI 心跳包/LBS |
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注冊包機制 |
支持自定義注冊包/SN 注冊包/ICCID 注冊包/IMEI 注冊包 |
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套接字分發協議 |
支持 |
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FOTA 升級 |
支持 |
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Socket 備份 |
支持 |
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基站定位 |
支持 |
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FTP 他升級協議 |
支持 |
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安全機制 |
支持 |
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NTP 校時功能 |
支持 |
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藍牙連接 |
微信掃描產品上的二維碼，進入我司的微信小程序即可通過藍牙連接進行產
品參數設置、串口調試、一鍵檢測等操作 |
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雙 SIM 卡切換 |
支持外置卡優先模式、雙卡備份模式、單卡鎖定模式 |
圖 3 測試數據流拓撲圖
