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智能電磁流量計是如何实现对超低速流量测量的

作者:江蘇創輝自動化儀表有限公司
智能電磁流量計是如何实现对超低速流量测量的?先了解電磁流量計的工作原理

1.工作原理
電磁流量計适用于具有一定电导率的流体体积流量的测量,根据法拉第电磁感应定律,导电液体在垂直于磁场的非磁性管道内作切割磁力线的运动时,在与流动垂直的方向上会产生感应电压,其大小为:V=KBvD。式中V为感应电压,B为磁感应强度,D为管道内径,K为仪表系数,v平均流速。当磁感应强度为常数时,感应电压的大小正比于平均流速。電磁流量計通过检测这个感生电压换算出管道内液体的流量。但是当液体的流速很低时,产生的感生电压很小,难以同噪声进行区分,致使测量误差增大,因此限制了電磁流量計的检测下限。超低流速電磁流量計综合使用了一系列先进技术,实现了ZUI低介质流速在0.05m/s条件下的准确计量,并保证了仪表的灵敏度、稳定性和可靠性。
爲了實現超低流量的測量,采用下列技術來提高儀表的檢測靈敏度和測量精度,並能夠適應流體的需求
(1)采用可編程低頻矩形波勵磁方式,提高了流量測量的穩定性。具有功耗小、電極汙染影響小的特點,特別適應于高粘度聚合物調剖劑的計量,同時爲了適應多種調剖劑的特點,還提供了多種勵磁模式以適應漿液及脈動流等特殊條件的測量。
(2)采用12位高精度A/D轉換電路,全數字信號處理技術,抗幹擾能力強,噪聲處理方便。使用數字處理技術實現可編程控制,可以方便地對勵磁電路進行控制,根據流體的特點自動選擇信噪比ZUI高的勵磁模式,數字濾波技術的應用可以有效地消除信號中噪聲對測量結果的影響,使測量靈敏度可達1mm/s,流量測量範圍度可達1500:1,同時數字處理技術可以方便地進行流量計參數的調節數字通訊接口可以直接連接到各種外部設備上。
(3)應用經過優化設計的高共模抑制比、高輸入阻抗、低噪聲放大電路,提高了檢測的靈敏度,采用自行設計的開關電源,紋波電壓降低到3mVpp,大大降低了測量中的噪聲。
(4)采用16位微處理器,運算能力強,速度快,使用先進的算法進行信號中噪聲的軟件處理,可以有效提高檢測的准確性,並提供了多種輔助功能如自診斷、漢字菜單等
(5)采用氟塑料注塑襯裏及钛電極,可適應流體腐蝕性能的要求。
 
2.電磁流量計在聚合物調剖劑計量中的應用
某采油厂对两口注人井进行聚合物调剖,采用了在线检测调剖剂流量的方案。该调剖剂由主剂和两种调剖剂A、B组成,其配制系统由两台注入泵分别注入调剖剂的组分之一,采用新型電磁流量計进行计量。流量计安装在注入泵的出口管道上,流量在现场进行显示并传送到流量控制器中,根据调剖方案,流量控制器根据主剂的流量按照调剖剂的配比计算出各组分的流量,通过变频器控制注人泵的排量,从而实现调剖剂的精准配比。新型電磁流量計在此项应用中的有关技术参数如下
測量範圍:0.05~5m/s
流量計口徑:10mm
上遊直管段:5D
下遊直管段:3D
測量誤差:士0.5%
測量介質:陰、陽離子聚合物溶液
傳感器襯裏材料:F-46(四氟乙烯和六氟乙
烯共聚物,簡稱FEP)
介質溫度:<70℃
介質壓力:15MPa
信號接口:4~20mA電流信號
爲了提高配制系統的配比精度及控制的穩定性,采用了串級與比值組合的控制系統,主劑的流量通過比值器運算後得到的信號作爲兩種調剖劑流量控制的給定值,在各回路形成閉環控制,采用這種方案可以有效地保證動態比值,消除動態滯後的影響。
 
3.運行情況與效果
系統投人運行後,對流量控制系統的運行數據進行了跟蹤記錄,通過對數據的分析可知,新型超低流速電磁流量計的運行准確可靠,響應速度快,儀表的示值能夠准確反映流量的變化,同時儀表具有全漢字菜單,具有自診斷功能,便于檢測和調整流量計的工作參數,能夠滿足調剖過程中流量計量要求,但是在流量特別低的測試條件下測量誤差會變大。
該流量計不僅保證了調剖劑配方的准確配比,同時使調剖劑的配制由原來人工稱量進行混合改進到自動配制,不僅提高了工作效率,同時實現了連續配制,降低了調剖劑的浪費,取得了很好的經濟效益。
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