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          智能電磁流量計

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          智能電磁流量計在鹵水流體計量中的技術選用和建議

          來源:作者:發表時間:2017-08-29 10:57:30

                  【摘要】 本文在介紹智能流量計的抗干擾技術的發展歷史基礎上,詳細論述了選用LDBE智能電磁流量計的幾點技術性問題,包括:1.可測量流體的特性;2.傳感器口徑的確定;3.數字濾波技術的可靠性微處理等技術問題,并針對這幾點問題,提出了解決措施,希望能對其他油田系統流體測量技術有一定的借鑒意義。

           
          1 概述
                  多年來,孤東生產準備大隊,在鹵水發放過程中,一直采用渦流流量計。因渦流流量計是依靠渦輪旋轉,達到測量數據的原理,但是基于鹵水含鹽分過高,時間不久,在渦輪流量計的渦輪處,就結鹽垢造成管線的堵塞,造成流量計測量不準確,導致了準備大隊鹵水主材資金收/支不平衡的后果,嚴重影響了整個大隊的材料費用的正常運營。該大隊技術人員,對此“眉睫”技術難題,在了解流體測量工藝技術的基礎上,確立了使用智能電磁流量計來測量鹵水方法的方案。
           
                  縱觀電磁流量計的發展和應用,與其抗干擾技術的發展進步密切相關,特別是近幾十年來采用三直低頻矩形波動勵磁技術和雙頻矩形波勵磁技術,以及微處理器硬件和軟件技術明顯地提高了智能電磁流量計抗干擾能力和測量精度,擴大了電磁流量計的應用領域,改變了人們長期認為智能電磁流量計測量精度低,抗干擾能力差的概念。
           
          2 鹵水流體介質選用流量計過程中的幾個技術難點
                  正確的選用智能電磁流量計是保證用好電磁流量計的前提條件。選用什么種類的電磁流量計應根據被測流體介質的物理性質和化學性質來決定,使用智能電磁流量計的通徑、流量范圍。襯里材料。電極材料和輸出電流等都要符合被測流體的性質。我單位技術人員在選用過程中,從流量計硬件和軟件兩方面考慮,主要面臨了一下三個方面的問題:
                  硬件上:*可測量流體的特性
                  *傳感器口徑的確定軟件上:
                  *數字濾波技術的可靠性微處理
           
          3 上述技術難點的解決措施
          3.1 可測量流體的特性—導電性
                  眾所周知,目前我們油田井下作業使用的鹵水,最常使用的型號分1.05、1.22.1.26三種型號,是一種含鹽份較高,導電性的流體介質。而經技術人員查閱電磁流量計的工作原理如下:電磁流量計的測量原理是基于法拉第電磁感應定律。流量計的測量管事一內襯絕緣材料的非導磁合金短管。兩只電極沿管徑方向穿通管壁固定了測量管上。其電極頭與襯里內表面基本齊平。勵磁線圈由雙方波脈沖勵磁時,將在與測量管軸線垂直的方向上產生工作磁場。此時,如果具有一定電導率的流體流經測量管,將切割磁力線感應出電動勢。電動勢通過電纜送至轉換器。轉化器將流量信號放大處理后,可顯示流體流量,并能輸出脈沖,模擬電流等信號,用于流量的控制和調節。
           
                  由智能電磁流量計的工作原理可知,能選用智能電磁流量計測量流量的流體必須是導電的,嚴格的說,除了高溫流體之外,只要電導率大于5µs/cm的任何流體都可選用相應的智能電磁流量計來測量流量,因此不導電的氣體,蒸汽,油類,丙酮等物質不能選用智能電磁流量計來測量流量。
           
          3.2 傳感器口徑與流速匹配的確定問題
                  選定流量計口徑不一定與管徑相同,應視流量而定。流程工業輸送水等粘度不同的液體,管道流速一般是經濟流速1.5~3m/s。EMF用在這樣的管道上,傳感器口徑與管徑相同即可。用于有易粘附、沉積、結垢等物質的流體,選用流速不低于2m/s,最好提高到3~4m/s或以上,起到自清掃、防止粘附沉積等作用。用于礦漿等磨耗性強的流體,常用流速應低于2~3m/s,以降低對襯里和電極的磨損。在測量接近閾值的低電導液體,盡可能選定較低流速(小于0.5~1m/s),因流速提高流動噪聲會增加,而出現輸出晃動現象。
           
                  以上我們可以知道,流量計使用流速最好在0.3~15m/s范圍內,此時流量計口徑可選擇與用戶管道口徑一致。為確定這一0.3~15的流速,我們在施工過沖中,在LDBE流量計的安裝前位,曾設了一個可調節式閥門,這樣極大的控制了鹵水方法的流速,確保了流量計的數據準確。
           
          3.3 數字濾波技術的可靠性微處理
                  孤東準備大隊的鹵水按型號不同,分別存儲在1.05.、1.22、1.26的罐體中,要突破人員現場跟蹤測試這一程序,在智能流量計的電磁通信號數字微處理技術上,必須要確保流量計記錄數據的真實性和科學性;自動存儲數據,延續累計數功能。目前我們選用的該LDBE智能電磁流量計固化在EPROM中的軟件配合硬件除完成智能電磁流量計的正常功能外,還具備較強的抗干擾能力和容錯能力,組成完善的應用程序。
           
          (1)數字濾波技術
                  數字濾波技術是智能儀器中最常采用的技術,能夠完成模擬濾波器不能完成的功能,很容易解決脈沖干擾剔除、數字電路毛刺干擾消除、A/D轉換器的抗工頻能力以及輸入微處理器數字的可靠性問題。
           
          (2)程控放大器技術
                  程控放大器技術即解決電磁流量計量程自動轉換問題,同時利用增益控制方法有效削弱微分干擾峰值使放大器過載的問題,便于流量信號電勢處理,提高抗微分干擾的能力。
           
          (3)微處理器硬件故障自診斷技術
                  微處理器硬件故障自診斷技術是采用軟件容錯設計,極大地提高硬件系統的可靠性,從而提高整個智能電磁流量計的抗干擾能力。具體包括CPU自診斷,定時器診斷,中斷功能診斷,RAM診斷,A/D通道診斷和校正,D/A通道診斷,數字I/O口通道的診斷等部分,涉及到智能電磁流量計的關鍵部件。
           
          4 結束語
                  隨著油田物資管理的精細化,智能電磁流量計多種抗干擾技術的采用,使電磁流量計抗干擾能力增強,精度和可靠性提高,不僅實現了電磁流量計小型輕量一體化智能化,而且推動了電磁流量計的廣泛應用,開拓了電磁流量計的油田潛在市場。
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