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电磁流量计

智能型电磁流量计在卤水流量计量过程中的几个技术难点

        本文在介绍智能流量计的抗干扰技术的发展历史基础上,详细论述了选用LDBE智能型电磁流量计的几点技术性问题, 包括:1.可测量流体的特性;2.传感器口径的确定;3.数字滤波技术的可靠性微处理等技术问题,并针对这几点问题,提出了解决措施,希望能对其他油田系统流体测量技术有一定的借鉴意义。

                                                                   

  多年来,孤东生产准备大队,在卤水发放过程中,一直采用涡流流量计。因涡流流量计是依靠涡轮旋转,达到测量数据的原理,但是基于卤水含盐分过高,时间不久,在涡轮流量计的涡轮处,就结盐垢造成管线的堵塞,造成流量计测量不准确,导致了准备大队卤水主材资金收/支不平衡的后果,严重影响了整个大队的材料费用的正常运营。该大队技术人员,对此“眉睫”技术难题,在了解流体测量工艺技术的基础上,确立了使用智能型电磁流量计来测量卤水方法的方案。

  纵观电磁流量计的发展和应用,与其抗干扰技术的发展进步密切相关,特别是近几十年来采用三直低频矩形波动励磁技术和双频矩形波励磁技术,以及微处理器硬件和软件技术明显地提高了电磁流量计抗干扰能力和测量精度,扩大了电磁流量计的应用领域,改变了人们长期认为电磁流量计测量精度低,抗干扰能力差的概念。

  2 卤水流体介质选用流量计过程中的几个技术难点

  正确的选用电磁流量计是保证用好电磁流量计的前提条件。选用什么种类的电磁流量计应根据被测流体介质的物理性质和化学性质来决定,使用电磁流量计的通径、流量范围。衬里材料。电极材料和输出电流等都要符合被测流体的性质。我单位技术人员在选用过程中,从流量计硬件和软件两方面考虑,主要面临了一下三个方面的问题:

  硬件上:*可测量流体的特性

  *传感器口径的确定

  软件上:*数字滤波技术的可靠性微处理

  3 上述技术难点的解决措施

  3.1 可测量流体的特性—导电性

  众所周知,目前我们油田井下作业使用的卤水,蕞常使用的型号分1.05、1.22.1.26三种型号,是一种含盐份较高,导电性的流体介质。而经技术人员查阅电磁流量计的工作原理如下:电磁流量计的测量原理是基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管事一内衬绝缘材料的非导磁合金短管。两只电极沿管径方向穿通管壁固定了测量管上。其电极头与衬里内表面基本齐平。励磁线圈由双方波脉冲励磁时,将在与测量管轴线垂直的方向上产生工作磁场。此时,如果具有一定电导率的流体流经测量管,将切割磁力线感应出电动势。电动势通过电缆送至转换器。转化器将流量信号放大处理后,可显示流体流量,并能输出脉冲,模拟电流等信号,用于流量的控制和调节。

  由电磁流量计的工作原理可知,能选用电磁流量计测量流量的流体必须是导电的,严格的说,除了高温流体之外,只要电导率大于5μs/cm的任何流体都可选用相应的电磁流量计来测量流量,因此不导电的气体,蒸汽,油类,丙酮等物质不能选用电磁流量计来测量流量。

  3.2 传感器口径与流速匹配的确定问题

  选定流量计口径不一定与管径相同,应视流量而定。流程工业输送水等粘度不同的液体,管道流速一般是经济流速1.5~3m/s。EMF用在这样的管道上,传感器口径与管径相同即可。

  用于有易粘附、沉积、结垢等物质的流体,选用流速不低于2m/s,蕞好提高到3~4m/s或以上,起到自清扫、防止粘附沉积等作用。用于矿浆等磨耗性强的流体,常用流速应低于2~3m/s,以降低对衬里和电极的磨损。在测量接近阈值的低电导液体,尽可能选定较低流速(小于0.5~1m/s),因流速提高流动噪声会增加,而出现输出晃动现象。

  以上我们可以知道,流量计使用流速蕞好在0.3~15m/s范围内,此时流量计口径可选择与用户管道口径一致。为确定这一0.3~15的流速,我们在施工过冲中,在LDBE流量计的安装前位,曾设了一个可调节式阀门,这样极大的控制了卤水方法的流速,确保了流量计的数据准确。

  3.3 数字滤波技术的可靠性微处理

  孤东准备大队的卤水按型号不同,分别存储在1.05.、1.22、1.26的罐体中,要突破人员现场跟踪测试这一程序,在智能流量计的电磁通信号数字微处理技术上,必须要确保流量计记录数据的真实性和科学性;自动存储数据,延续累计数功能。目前我们选用的该LDBE智能电磁流量计固化在EPROM中的软件配合硬件除完成智能电磁流量计的正常功能外,还具备较强的抗干扰能力和容错能力,组成完善的应用程序。

  (1)数字滤波技术

  数字滤波技术是智能仪器中蕞常采用的技术,能够完成模拟滤波器不能完成的功能,很容易解决脉冲干扰剔除、数字电路毛刺干扰消除、A/D转换器的抗工频能力以及输入微处理器数字的可靠性问题。

  (2)程控放大器技术

  程控放大器技术即解决电磁流量计量程自动转换问题,同时利用增益控制方法有效削弱微分干扰峰值使放大器过载的问题,便于流量信号电势处理,提高抗微分干扰的能力。

  (3)微处理器硬件故障自诊断技术

  微处理器硬件故障自诊断技术是采用软件容错设计,极大地提高硬件系统的可靠性,从而提高整个智能电磁流量计的抗干扰能力。具体包括CPU自诊断,定时器诊断,中断功能诊断,RAM诊断,A/D通道诊断和校正,D/A通道诊断,数字I/O口通道的诊断等部分,涉及到智能电磁流量计的关键部件。

  随着油田物资管理的精细化,智能电磁流量计多种抗干扰技术的采用,使电磁流量计抗干扰能力增强,精度和可靠性提高,不仅实现了电磁流量计小型轻量一体化智能化,而且推动了电磁流量计的广泛应用,开拓了电磁流量计的油田潜在市场。

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点击次数:  更新时间:2016-07-22  【打印此页】  【关闭

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