油田注水流量計的測量電極的組成方式有幾種類型
點擊次數：2674 發布時間：2021-01-16 13:10:56
電能是國民經濟發展和工業生產現代化的重要保證，火力發電是我國主要的發電方式。水煤漿作為一種新型清潔燃料，在火力發電和工業生產中作為代油燃料得到了廣泛應用。為了保證火電廠鍋爐設備和發電廠運行的經濟性與安全性，需要對水煤漿流量、送風流量等參數進行準確測量。如果儀表監測結果波動過大，就可能造成氣化爐頻繁跳車，甚至出現生產事故。
在工業現場，一般采用漿液型油田注水流量計測量水煤漿的體積流量。這是因為和其他流量儀表相比，油田注水流量計傳感器沒有活動部件或阻流部件，不容易導致管道堵塞，適宜于測量水煤漿、紙漿、泥漿、礦漿等固液兩相流。由于測量精度高、使用壽命長等優點，油田注水流量計被廣泛應用于國內外電力、能源和化工企業，如廣東茂名熱電廠、大慶油田、山東泉林紙業、安徽海螺水泥、攀枝花鋼廠、印尼雅加達的火電廠等。
油田注水流量計的測量管中與測量介質真接接觸的主要依靠電極進行，油田注水流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律的。當具有一定導電率的介質流經測量管時，會切割磁力線產生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉換器，轉換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內徑與平均流速成正比，介質的體積流量與感應電動勢和測量管內徑成線性關系，與磁場的磁感應強度成反比，與其他物理參數無關。電極與被測介質直接接觸，所以電極材質的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據介質的特性來選擇電極的材質。
基本類型
根據電磁流量傳感器接觸流體介質的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極油田注水流量計、單對電極油田注水流量計、(大面積電極)電容式油田注水流量計。
多對電極油田注水流量計
(1)多對電極油田注水流量計是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統單對電極油田注水流量計會產生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極油田注水流量計可以從多角度多位置得到感應電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應用。
單對電極油田注水流量計
(2)單對電極油田注水流量計形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導率的介質，實際應用范圍*廣。但當被測流體中含有較強附著特性的固體介質時，容易導致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導致電極極化電壓發生突變，產生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應電動勢上，導致儀表輸出信號產生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式油田注水流量計
(3)電容式油田注水流量計通過電容禍合方式獲取感應電動勢。由于其電極和被測介質不產生接觸，因此在測量中不存在傳統油田注水流量計電極表面產的漿液干擾、介質附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式油田注水流量計具有測量低電導率介質的能力，如日本橫河電機生產的ADMAG CA型電容式油田注水流量計可以測量電導率低至0.01的介質。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉換器內阻較高，容易受內外部各種干擾影響，因此對于系統的抗干擾能力提出了較高的要求，對環境干擾的要求也更為嚴格。另一方面，電容式油田注水流量計的造價也普遍高于傳統油田注水流量計，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統單對電極油田注水流量計仍然有著廣泛的應用市場。
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在工業現場，一般采用漿液型油田注水流量計測量水煤漿的體積流量。這是因為和其他流量儀表相比，油田注水流量計傳感器沒有活動部件或阻流部件，不容易導致管道堵塞，適宜于測量水煤漿、紙漿、泥漿、礦漿等固液兩相流。由于測量精度高、使用壽命長等優點，油田注水流量計被廣泛應用于國內外電力、能源和化工企業，如廣東茂名熱電廠、大慶油田、山東泉林紙業、安徽海螺水泥、攀枝花鋼廠、印尼雅加達的火電廠等。
油田注水流量計的測量管中與測量介質真接接觸的主要依靠電極進行，油田注水流量計的測量原理是基于法拉*電磁感應定律的。當具有一定導電率的介質流經測量管時，會切割磁力線產生一定的電動勢，電動勢由電極檢出并通過電纜傳送至轉換器，轉換器將這個電動勢處理后，就可以顯示出介質的流量大小了。電極所起作用就是檢測出電動勢的大小。電動勢的大小與磁通量強度成正比，測量管內徑與平均流速成正比，介質的體積流量與感應電動勢和測量管內徑成線性關系，與磁場的磁感應強度成反比，與其他物理參數無關。電極與被測介質直接接觸，所以電極材質的選擇是非常重要的，常用的電極材料有316L不銹鋼、哈氏合金、鈦、鉭、鉑等，可根據介質的特性來選擇電極的材質。
基本類型
根據電磁流量傳感器接觸流體介質的面積大小，基本可以將其分為三類:多對電極油田注水流量計、單對電極油田注水流量計、(大面積電極)電容式油田注水流量計。
多對電極油田注水流量計
(1)多對電極油田注水流量計是針對非軸對稱流型流體測量需要提出的解決方案。由于流速在管道截面上的非軸對稱特點，采用傳統單對電極油田注水流量計會產生較大測量誤差。通過多對電極、多對線圈的方式，多對電極油田注水流量計可以從多角度多位置得到感應電動勢測量、進行流場速度分布的求解，在非軸對稱流量和非滿管流量測量中也得到廣泛應用。
單對電極油田注水流量計
(2)單對電極油田注水流量計形狀簡單、加工容易，適宜于水流量和固液兩相流量測量，不適宜于測量強腐蝕性或是低電導率的介質，實際應用范圍*廣。但當被測流體中含有較強附著特性的固體介質時，容易導致電極表面被覆蓋而輸出信號不穩定。在測量固體兩相流時，流體中的固體纖維或顆粒隨機擦過電極將導致電極極化電壓發生突變，產生低頻1/f特性的隨機漿液噪聲疊加在感應電動勢上，導致儀表輸出信號產生劇烈波動、誤差較大。如何克服漿液噪聲是它固液兩相流測量的主要問題，目前主要通過提高勵磁頻率和采用特殊信號處理方法進行解決。
(大面積電極)電容式油田注水流量計
(3)電容式油田注水流量計通過電容禍合方式獲取感應電動勢。由于其電極和被測介質不產生接觸，因此在測量中不存在傳統油田注水流量計電極表面產的漿液干擾、介質附著、腐蝕等問題，適宜于固液兩相流量的測量。電容式油田注水流量計具有測量低電導率介質的能力，如日本橫河電機生產的ADMAG CA型電容式油田注水流量計可以測量電導率低至0.01的介質。電容式電磁流量的主要問題在于，它的傳感器和轉換器內阻較高，容易受內外部各種干擾影響，因此對于系統的抗干擾能力提出了較高的要求，對環境干擾的要求也更為嚴格。另一方面，電容式油田注水流量計的造價也普遍高于傳統油田注水流量計，因此在水煤漿、紙漿這類固液兩相流測量中，傳統單對電極油田注水流量計仍然有著廣泛的應用市場。