紙漿電磁流量計測量誤差的來源及預(yù)防措施
點擊次數(shù)：2335 發(fā)布時間：2020-08-13 06:13:29
紙漿電磁流量計目前在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用相當(dāng)普遍，對于紙漿電磁流量計的正確的使用方法卻并未得到應(yīng)有的重視，由于未按規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行，導(dǎo)致產(chǎn)生許多測量中的誤差情況常有發(fā)生。本文對存儲式紙漿電磁流量計由于系統(tǒng)介質(zhì)、管路內(nèi)徑、模擬井管路長度、管路彎道角度的影響產(chǎn)生的測量誤差進(jìn)行分析研究，以實現(xiàn)提高存儲式紙漿電磁流量計在標(biāo)檢過程中的精度。紙漿電磁流量計測量中的精度的降低涉及到多個方面，比如標(biāo)檢前排空不到位，介質(zhì)中仍存留氣泡，將直接影響紙漿電磁流量計的測試精度；穩(wěn)流段的長度不標(biāo)準(zhǔn)，也將影響測試精度；由于水中含有大量的落物，導(dǎo)致測試信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質(zhì)，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。只有將所有可能產(chǎn)生影響精度的因素排除掉，才有可能使紙漿電磁流量計的測量保持在*佳的工作狀態(tài)，無論是對于提高生產(chǎn)效率，延長儀表使用壽命都是非常禆益的。
1 工作原理
存儲式紙漿電磁流量計的工作原理是采用法拉*電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量的測量，通過鋼絲將存儲式紙漿電磁流量計下到目的層，電池組為儀器提供工作電源，存儲式紙漿電磁流量計記錄并存儲數(shù)據(jù)，取出儀器后，用數(shù)據(jù)線連接電腦（數(shù)據(jù)回放儀）回放數(shù)據(jù)。
其中電路原理見圖1，由磁場驅(qū)動電路、壓力、流量放大、壓力、溫度、流量A/D轉(zhuǎn)換電路、井下微處理機及存儲電路組成。
2 誤差來源
（1）介質(zhì)中雜質(zhì)的影響。存儲式紙漿電磁流量計是在檢定室內(nèi)的流量模擬系統(tǒng)（簡稱流標(biāo)）中標(biāo)定和檢定的。采用的介質(zhì)是清水，介質(zhì)需要提前儲存到水箱中，以清除介質(zhì)中的氣泡。然后在儀器上、下兩端分別接上、下扶正器，使儀器能夠穩(wěn)定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環(huán)使用，井筒內(nèi)的介質(zhì)中會含有大量的油污、泥砂、氣泡等雜質(zhì)。存儲式紙漿電磁流量計的磁激勵線圈發(fā)出信號后，信號經(jīng)過流體傳播，由于有雜質(zhì)和氣泡的影響，信號強度不斷減小，并且強度也不穩(wěn)定。這些雜質(zhì)的存在會對電磁信號的傳播產(chǎn)生散射，影響電磁信號的傳播速度，當(dāng)電極表面磨損，以及儀器中夾帶泥砂、氣泡、油污、水生物或碎片堆積而引起信號的過量衰減時（除正常的擴(kuò)散損失外），也可能產(chǎn)生流速測量誤差。而且，電磁信號可能由于碎片過多而失真。
（2）井筒半徑測量誤差。檢定過程中模擬井井筒的半徑測量誤差在流量中表現(xiàn)出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了*大限度地減小這一誤差，應(yīng)用高精度的測量儀器在若干位置測量其半徑，然后將其平均以補償管的圓度。由于本文所述流量計是工作在模擬井內(nèi)，測量模擬井的井筒內(nèi)徑顯然是不現(xiàn)實的，職能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模擬井的內(nèi)徑來計算。
（3）管路的長度。模擬井管路長度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為這兩個參數(shù)是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通常可保持在0.1%以下。紙漿電磁流量計在模擬井中進(jìn)行檢定時，儀器在軟連接的作用下被固定在井筒的某一位置，管路的入口長度和出口長度均有嚴(yán)格的規(guī)定，入口長度應(yīng)為管徑的5倍，出口長度應(yīng)為管徑的10倍。由于儀器長短不同，入口長度固定不變，但出口長度會有變化，因此也會給儀器測量帶來誤差。
（4）管路的角度。管路彎道角度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為流速與聲路角的余弦成反比。聲路角度的測量誤差可直接轉(zhuǎn)換成流速誤差，為了將這一誤差減小到*低限度，應(yīng)使用高精度的角度測量儀器，使聲路角的測量誤差可以很小。
（5）非液體的傳播延時。除運動流體之外，其余部分的傳播時間會引起流速誤差。這包括檢測電路延時，與傳感器有關(guān)的電磁信號的延時，以及當(dāng)傳感器與運動流體分離時的靜態(tài)延時，都會產(chǎn)生流速測量誤差。檢定中用于控制傳播時間計數(shù)器的晶振抖動和漂移也會產(chǎn)生流速測量誤差。
（6）標(biāo)定系統(tǒng)誤差。對于一支量程為500m3/d的紙漿電磁流量計，其標(biāo)稱誤差是2.0%。如果儀器在檢定時的結(jié)果超過這個范圍，就應(yīng)該重新標(biāo)定該儀器。而對于一支合格的儀器，它的精度在1%-2%的概率是*高的。電磁的工作原理是電磁感應(yīng)定律來測量流量，即相位差越小，流量計的流量也越小，反之越小的流量測量誤差也就越大，所以設(shè)置流量點時*小的流量應(yīng)不低于30m3/d。
3 結(jié)論
（1）紙漿電磁流量計的電極和傳感器在標(biāo)檢前一定要擦洗干凈，否則會影響測試精度。甚至有些污物會直接附著在電極上，使其不能發(fā)射和接收信號，造成測試失敗。
（2）標(biāo)檢前排空不到位，介質(zhì)中仍存留氣泡，將直接影響紙漿電磁流量計的測試精度。
（3）穩(wěn)流段的長度不標(biāo)準(zhǔn)，也將影響測試精度。
（4）由于水中含有大量的落物，導(dǎo)致紙漿電磁流量計信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質(zhì)，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。
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1 工作原理
存儲式紙漿電磁流量計的工作原理是采用法拉*電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量的測量，通過鋼絲將存儲式紙漿電磁流量計下到目的層，電池組為儀器提供工作電源，存儲式紙漿電磁流量計記錄并存儲數(shù)據(jù)，取出儀器后，用數(shù)據(jù)線連接電腦（數(shù)據(jù)回放儀）回放數(shù)據(jù)。
其中電路原理見圖1，由磁場驅(qū)動電路、壓力、流量放大、壓力、溫度、流量A/D轉(zhuǎn)換電路、井下微處理機及存儲電路組成。
2 誤差來源
（1）介質(zhì)中雜質(zhì)的影響。存儲式紙漿電磁流量計是在檢定室內(nèi)的流量模擬系統(tǒng)（簡稱流標(biāo)）中標(biāo)定和檢定的。采用的介質(zhì)是清水，介質(zhì)需要提前儲存到水箱中，以清除介質(zhì)中的氣泡。然后在儀器上、下兩端分別接上、下扶正器，使儀器能夠穩(wěn)定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環(huán)使用，井筒內(nèi)的介質(zhì)中會含有大量的油污、泥砂、氣泡等雜質(zhì)。存儲式紙漿電磁流量計的磁激勵線圈發(fā)出信號后，信號經(jīng)過流體傳播，由于有雜質(zhì)和氣泡的影響，信號強度不斷減小，并且強度也不穩(wěn)定。這些雜質(zhì)的存在會對電磁信號的傳播產(chǎn)生散射，影響電磁信號的傳播速度，當(dāng)電極表面磨損，以及儀器中夾帶泥砂、氣泡、油污、水生物或碎片堆積而引起信號的過量衰減時（除正常的擴(kuò)散損失外），也可能產(chǎn)生流速測量誤差。而且，電磁信號可能由于碎片過多而失真。
（2）井筒半徑測量誤差。檢定過程中模擬井井筒的半徑測量誤差在流量中表現(xiàn)出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了*大限度地減小這一誤差，應(yīng)用高精度的測量儀器在若干位置測量其半徑，然后將其平均以補償管的圓度。由于本文所述流量計是工作在模擬井內(nèi)，測量模擬井的井筒內(nèi)徑顯然是不現(xiàn)實的，職能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模擬井的內(nèi)徑來計算。
（3）管路的長度。模擬井管路長度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為這兩個參數(shù)是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通常可保持在0.1%以下。紙漿電磁流量計在模擬井中進(jìn)行檢定時，儀器在軟連接的作用下被固定在井筒的某一位置，管路的入口長度和出口長度均有嚴(yán)格的規(guī)定，入口長度應(yīng)為管徑的5倍，出口長度應(yīng)為管徑的10倍。由于儀器長短不同，入口長度固定不變，但出口長度會有變化，因此也會給儀器測量帶來誤差。
（4）管路的角度。管路彎道角度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為流速與聲路角的余弦成反比。聲路角度的測量誤差可直接轉(zhuǎn)換成流速誤差，為了將這一誤差減小到*低限度，應(yīng)使用高精度的角度測量儀器，使聲路角的測量誤差可以很小。
（5）非液體的傳播延時。除運動流體之外，其余部分的傳播時間會引起流速誤差。這包括檢測電路延時，與傳感器有關(guān)的電磁信號的延時，以及當(dāng)傳感器與運動流體分離時的靜態(tài)延時，都會產(chǎn)生流速測量誤差。檢定中用于控制傳播時間計數(shù)器的晶振抖動和漂移也會產(chǎn)生流速測量誤差。
（6）標(biāo)定系統(tǒng)誤差。對于一支量程為500m3/d的紙漿電磁流量計，其標(biāo)稱誤差是2.0%。如果儀器在檢定時的結(jié)果超過這個范圍，就應(yīng)該重新標(biāo)定該儀器。而對于一支合格的儀器，它的精度在1%-2%的概率是*高的。電磁的工作原理是電磁感應(yīng)定律來測量流量，即相位差越小，流量計的流量也越小，反之越小的流量測量誤差也就越大，所以設(shè)置流量點時*小的流量應(yīng)不低于30m3/d。
3 結(jié)論
（1）紙漿電磁流量計的電極和傳感器在標(biāo)檢前一定要擦洗干凈，否則會影響測試精度。甚至有些污物會直接附著在電極上，使其不能發(fā)射和接收信號，造成測試失敗。
（2）標(biāo)檢前排空不到位，介質(zhì)中仍存留氣泡，將直接影響紙漿電磁流量計的測試精度。
（3）穩(wěn)流段的長度不標(biāo)準(zhǔn)，也將影響測試精度。
（4）由于水中含有大量的落物，導(dǎo)致紙漿電磁流量計信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質(zhì)，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。
上一篇：如何避免紙漿流量計在測量時產(chǎn)生的氣泡噪聲的問題