智能電磁流量計是如何實現對超低速流量測量的？先了解電磁流量計的工作原理

1.工作原理

電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計適用于具有(you)一定(ding)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)導(dao)率的(de)(de)流(liu)(liu)體(ti)體(ti)積(ji)流(liu)(liu)量(liang)(liang)的(de)(de)測(ce)量(liang)(liang),根據(ju)法拉第電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應定(ding)律,導(dao)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)液體(ti)在垂直(zhi)于磁(ci)場的(de)(de)非磁(ci)性(xing)管道(dao)(dao)內(nei)作切割磁(ci)力線的(de)(de)運動時,在與流(liu)(liu)動垂直(zhi)的(de)(de)方向上會(hui)產生感(gan)(gan)(gan)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓,其大小(xiao)(xiao)為:V=KBvD。式中V為感(gan)(gan)(gan)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓,B為磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應強度,D為管道(dao)(dao)內(nei)徑,K為儀表系數,v平均流(liu)(liu)速(su)(su)。當磁(ci)感(gan)(gan)(gan)應強度為常(chang)數時,感(gan)(gan)(gan)應電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓的(de)(de)大小(xiao)(xiao)正比于平均流(liu)(liu)速(su)(su)。電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計通過(guo)檢測(ce)這個感(gan)(gan)(gan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓換(huan)算出(chu)管道(dao)(dao)內(nei)液體(ti)的(de)(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)。但是當液體(ti)的(de)(de)流(liu)(liu)速(su)(su)很低時,產生的(de)(de)感(gan)(gan)(gan)生電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓很小(xiao)(xiao),難以同(tong)噪(zao)聲進(jin)行區分,致使測(ce)量(liang)(liang)誤(wu)差(cha)增大,因此限制了電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計的(de)(de)檢測(ce)下限。超低流(liu)(liu)速(su)(su)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)磁(ci)流(liu)(liu)量(liang)(liang)計綜合使用了一系列先進(jin)技(ji)術,實現了ZUI低介質流(liu)(liu)速(su)(su)在0.05m/s條件下的(de)(de)準確計量(liang)(liang),并保證了儀表的(de)(de)靈敏度、穩(wen)定(ding)性(xing)和可靠(kao)性(xing)。

為(wei)了實現超低流(liu)量(liang)的測(ce)量(liang),采用下(xia)列技術來提(ti)高儀(yi)表的檢(jian)測(ce)靈敏度(du)和測(ce)量(liang)精度(du),并能夠(gou)適應流(liu)體的需求

(1)采用可編(bian)程低(di)頻(pin)矩形波勵磁方式,提高了流(liu)量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)的穩定性。具(ju)有功耗小(xiao)、電極污染影(ying)響(xiang)小(xiao)的特(te)點,特(te)別適應于高粘(zhan)度聚(ju)合物調(diao)剖(pou)劑(ji)的計量(liang)(liang),同時(shi)為了適應多種調(diao)剖(pou)劑(ji)的特(te)點,還提供了多種勵磁模式以適應漿液及脈(mo)動流(liu)等特(te)殊條件的測(ce)量(liang)(liang)。

(2)采用12位高精(jing)度(du)A/D轉換電(dian)路,全(quan)數(shu)字(zi)(zi)信號處(chu)理技(ji)術,抗干(gan)擾能力強,噪聲處(chu)理方便(bian)。使用數(shu)字(zi)(zi)處(chu)理技(ji)術實現可編程控制(zhi),可以(yi)方便(bian)地(di)對勵磁(ci)電(dian)路進(jin)行控制(zhi),根(gen)據流體的(de)特(te)點自動選擇(ze)信噪比ZUI高的(de)勵磁(ci)模式,數(shu)字(zi)(zi)濾波技(ji)術的(de)應用可以(yi)有(you)效(xiao)地(di)消除信號中(zhong)噪聲對測(ce)(ce)量(liang)結果的(de)影響,使測(ce)(ce)量(liang)靈敏(min)度(du)可達(da)(da)1mm/s,流量(liang)測(ce)(ce)量(liang)范(fan)圍度(du)可達(da)(da)1500:1,同時數(shu)字(zi)(zi)處(chu)理技(ji)術可以(yi)方便(bian)地(di)進(jin)行流量(liang)計參數(shu)的(de)調節數(shu)字(zi)(zi)通(tong)訊接口可以(yi)直接連接到各種(zhong)外(wai)部(bu)設備上。

(3)應用經(jing)過優化設(she)計的高(gao)共模抑制比、高(gao)輸入阻抗、低噪聲(sheng)放大電路,提高(gao)了檢測(ce)的靈敏度,采(cai)用自行設(she)計的開關電源,紋波電壓降低到3mVpp,大大降低了測(ce)量中(zhong)的噪聲(sheng)。

(4)采用16位微(wei)處理(li)(li)器,運算能(neng)力強,速度快,使用先進的(de)(de)算法進行信(xin)號中噪聲(sheng)的(de)(de)軟件處理(li)(li),可以(yi)有效(xiao)提高檢測(ce)的(de)(de)準確(que)性,并提供了多種輔助功能(neng)如自診斷、漢(han)字菜單等

(5)采用氟塑料注塑襯里(li)及鈦(tai)電極,可適應流體腐蝕性能的要求(qiu)。

2.電磁流量計(ji)在聚合(he)物調剖劑計量中的應用

某采(cai)油廠(chang)對兩口(kou)注(zhu)(zhu)人井進(jin)(jin)行聚合物調(diao)(diao)(diao)(diao)剖,采(cai)用了(le)在(zai)線檢(jian)測調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)的方(fang)案。該調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)由主(zhu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)和兩種(zhong)調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)A、B組(zu)(zu)成,其配(pei)制系統由兩臺(tai)注(zhu)(zhu)入(ru)(ru)泵分(fen)別注(zhu)(zhu)入(ru)(ru)調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)的組(zu)(zu)分(fen)之一,采(cai)用新型(xing)電(dian)磁流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)進(jin)(jin)行計(ji)量(liang)(liang)(liang)。流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)安裝在(zai)注(zhu)(zhu)入(ru)(ru)泵的出口(kou)管道(dao)上,流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)在(zai)現場進(jin)(jin)行顯示并傳送到流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)控制器中,根據調(diao)(diao)(diao)(diao)剖方(fang)案,流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)控制器根據主(zhu)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)按照調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)的配(pei)比(bi)計(ji)算出各組(zu)(zu)分(fen)的流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang),通過(guo)變頻(pin)器控制注(zhu)(zhu)人泵的排量(liang)(liang)(liang),從而(er)實現調(diao)(diao)(diao)(diao)剖劑(ji)(ji)(ji)(ji)的精準配(pei)比(bi)。新型(xing)電(dian)磁流(liu)(liu)(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)計(ji)在(zai)此項應用中的有關技術參(can)數如下

測(ce)量(liang)范圍:0.05~5m/s

流量計口(kou)徑:10mm

上游直管段:5D

下游直管段:3D

測量(liang)誤差:士0.5%

測量介質(zhi):陰、陽離子(zi)聚(ju)合物(wu)溶(rong)液

傳感(gan)器襯里材料:F-46(四氟乙烯和六氟乙

烯(xi)共聚物,簡稱FEP)

介質溫度:<70℃

介質壓力(li):15MPa

信號接口:4~20mA電(dian)流信號

為了提高配制(zhi)系統(tong)(tong)的(de)配比(bi)精度及控制(zhi)的(de)穩定(ding)性,采用(yong)了串級(ji)與(yu)比(bi)值組合的(de)控制(zhi)系統(tong)(tong),主劑的(de)流(liu)量(liang)通過比(bi)值器運算(suan)后(hou)得到(dao)的(de)信號作(zuo)為兩種調剖(pou)劑流(liu)量(liang)控制(zhi)的(de)給(gei)定(ding)值,在各回(hui)路形成閉(bi)環控制(zhi),采用(yong)這(zhe)種方案可以有(you)效(xiao)地保證動(dong)(dong)態(tai)比(bi)值,消(xiao)除動(dong)(dong)態(tai)滯后(hou)的(de)影(ying)響。

3.運行情況與效果

系統投人運行后,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(liang)計的運行準確可靠,響應(ying)速(su)度快(kuai),儀表的示值(zhi)能夠(gou)準確反映(ying)流量的變化,同時儀表具有(you)(you)全漢字菜單,具有(you)(you)自診(zhen)斷功能,便于檢測(ce)和調(diao)整(zheng)流量計的工作參數,能夠(gou)滿足(zu)調(diao)剖(pou)過程(cheng)中流量計量要求,但是在流量特別低(di)的測(ce)試條(tiao)件下測(ce)量誤差會變大。

該流量(liang)計不(bu)僅保(bao)證了調剖劑配(pei)方的(de)準確配(pei)比(bi),同(tong)時(shi)使調剖劑的(de)配(pei)制由原來人工稱量(liang)進行混(hun)合改進到自動配(pei)制,不(bu)僅提高了工作效率,同(tong)時(shi)實現(xian)了連續配(pei)制,降(jiang)低了調剖劑的(de)浪費(fei),取得了很(hen)好的(de)經(jing)濟效益。