德國VSERS400流量計中國分公司同時我們還經營：根據高含水原油這一特殊介質及其使用環境的特點，對早期廣泛應用于注水、注聚等計量中的電磁流量計進行了相關的技術改進。(1)對傳感器進行防爆處理。通過現場應用進行綜合分析，認為高含水原油的計量場所是油氣密集的地方，需要對傳感器進行防爆處理才能滿足工作需要。根據傳感器的特點及其使用環境的要求，選用了傳感器的復合防爆型式，即澆封隔爆型，防爆標志為mdIIBT4.關鍵技術是傳感器主體結構采用了澆封工藝技術、接線盒采用了隔爆外殼。接線盒的隔爆接合面為螺紋隔爆接合面，引人裝置采用密封圈壓緊螺母式，產品通過了國家防爆電氣產品質量監督檢驗測試中心的5項試驗。(2)提高轉換器的輸人阻抗，保證流量計的測量精度。對電磁流量計來說，傳感器產生的感應電勢只有幾毫伏，如要進行準確測量，要求轉換器的輸人阻抗遠遠大于傳感器的內阻，才能保證儀表的精度。電磁流量傳感器的內阻僅與被測介質的電導率和電極直徑有關。高含水油的電導率隨含水情況有所變化，因此，采用了專用前置放大器，相應地提高了轉換器的輸人阻抗，保證了測量精度。(3)轉換器實現智能化。智能電磁流量計采用了自動跟蹤式勵磁控制和智能反饋式信號放大處理技術，使用了多CPU協同信息處理的方法，使儀表在功能上具有了支持各種傳感器匹配與校驗、數字與模擬的系統連接、自診斷和安裝調試測試、斷電信息保護、在線信息查詢、軟件沖擊自動恢復、多單位多形式的計量顯示選擇等全方位的智能化功能，操作使用十分方便。(4)改進型電磁流量計的主要技術指標。①適應的場所:轉油站、聯合站的高含水油計量，因為這些場所的高含水油經過油氣分離，流態比較穩.定，含水波動較小，計量精度能夠保證;②被測介質的含水率:>80%;③工作壓力:≤2.5MPa;.④被測介質溫度:≤100℃;⑤傳感器襯里:可根據被測介質的溫度選擇不同的襯里。高含水油的溫度一般在50~70℃，選擇耐油橡膠襯里可滿足計量要求;⑥口徑依據被測液量的滿量程流量來選擇。電磁流量計的流速下限為0.5m/s。一般流量測量以2m/s為經濟流速，而在高含水油測量時，流體的流速要求偏高一些，一般3~4m/s，這樣可以避免低流速時原油附著于測量管壁及電極上，保證正常計量。.電磁流量計傳感器得到的測量信號很弱，一般為微伏、毫伏級別，要進行精確測量就需要對其進行放大處理。前置放大電路的作用就是把傳感器得到的微弱的流量信號放大，同時還可以抑制變送器兩電極對地之間存在的同相干擾。前面提到放大電路輸入阻抗Ri和信號源內阻R5組成分壓電路如圖2.10。 　　為了降低電磁流量計信號源內阻的影響，放大電路要采用高輸入阻抗。同時為了解決供電電源干擾耦合到輸入回路所帶來的工頻干擾以及勵磁磁場的交變變化所產生的其它干擾(共模干擾)，我們采用差分電路來減少共模干擾的影響。線路如圖2.11該電路特點是一個差分電路，只對兩信號差值進行放大，它的差分能力用抑制比來表示。兩個輸入對地電位相異時的增益和電位相同時的增益之比即稱為“抑制比"，理想上抑制比可以無窮大。這樣我們就能用這個電路測量傳感器兩個電極之間的電位，這樣兩電極對地的干擾電壓(同相干擾)可以在放大時受到抑制。綜合起來，此電路具有放大放大差模信號、抑制共模信號、輸入阻抗高、輸出阻抗低、失調小、溫漂小、線性好和增益穩定可調等優點。 　　電磁流量計電路由三個放大器組成A1、A2、R1、R2和RG組成的第一級放大電路為同相放大電路，該電路實際是兩電壓跟隨器，它們兩個反相端由恐相連，具有非常高的輸入阻抗，適合放大微信號；R3、R4、R5、R6和A3組成第二級基本差動放大器，它可以消除第一級的共模信號，整個電路通過對RG的改變來調整放大倍數?！　“凑詹钅：凸材］斎氲亩x，可將VI1和VI2表示為： 　　令運算放大器A1、A2、A3的輸入失調電壓分別為VI01、VI02、VI03，A1和A2相互失調電壓為VI0，失調電流為VI0；其中VI0=VI01-VI02,這樣簡化得到圖2.12。  渦街流量計與流體密度無關,在測流量時,考慮氣體或蒸汽溫度、壓力變化對密度的影響,需不需要進行密度、溫度壓力補償,從以下幾個方面進行探討。(1)測量介質為液體,且流量以質量流量表示。由于測液體流量時,流量指示一般為質量或重量流量,漩渦流量計由漩渦頻率-流速-體流量X密度=質量流量,當指示值以質量流量表示時,刻度系數中包含密度的因素,所以密度變化對指示值有影響,必須進行密度修正。(2)測量介質為氣體,且以標準狀態下體積表.示。  氣體流量一般習慣均以標準狀態下體積表示,刻度為Nm³/h,但工作時由漩渦頻率→流速→工作狀態體積再折算成標準狀態下體積。作為一臺漩渦流量計,一旦折算系數確定了,那么流體只有處在一個工作壓力、溫度下流量指示值才準確,這個溫度就是設計溫度，這個壓力就是設計壓力。一旦工作條件偏離了設計值也會帶來誤差,所以必須考慮溫度、壓力補償,但不考慮密度補償。(3)測量介質為氣體,且以質量流量表示。  對漩渦流量計,由漩渦頻率→疏速→工作狀態體積流量→設計狀態體積流量→標準狀態體積流量,再乘以標準狀態下氣體的密度而得到質量流量。  顯然,以質量流量表示的漩渦流量計,必須進行氣體組成變化帶來的密度變化的修正,同時工況變化，又增加一個由工作狀態折算到設計狀態的折算系數。這個折算系數是動態的,也就是溫度、壓力補償問題。經過以上分析得出以下結論:(1)無論測氣體或液體，若渦街流量計流量以工作狀態體積流量表示時,沒有密度及溫度、壓力補償問題。(2)無論測氣體、蒸汽或液體流量,以質量流量表示時,液體一般溫度變化范圍大,流體密度變化均需進行密度修正,對氣體過熱蒸汽還需進行溫度、壓力補償。(3)以標準體積流量表示時,流量計必須進行溫度、壓力補償,無需進行氣體密度補償。如何解決電磁流量計無輸出信號或輸出值有偏差第一如果管道內測量介質不滿管電磁流量計就無法正常工作.因為在介質不滿管的情況下電磁流量計會產“生最為常見的應用程序故障,產生這種現象可能是由于營道中介質流速非常低造成不滿管流量計測量誤差增大或者介質未能滿過電極從而流量計根本無法進行工作.需通過工藝調整必須保證管道內測量介質充滿才能使用電磁流量計進行測量.第二測量介質中含有大量空氣和氣體也會造成電磁流量計無法正常工作。這些氣泡的存在造成流量計無法準確辨別干擾了其準確的測量。第三電磁流量計不能用于持續時間較短的配料操作,這是由于電磁流量計無法正常反復啟動和停止,它的啟動到正確讀數之間存在一個時間滯后問題。第四電磁流量計本身不能計量質量流量.電磁流量計是一種速度式流量計測量的是體積流量若要測量質量流量必須配合高精度的密度測量裝置來進行換算。1、插入式渦街流量計可測量蒸汽,氣體,液體的體積流量和質量流量；2、無機械運動部件,測量精度高,結構緊湊維護方便；3、壓力損失小,量程范圍寬；范圍度達1:25；4、采用消擾電路和抗振傳感頭；5、采用消擾電路和抗振傳感頭，使儀表具有一定抗環境振動性能；6、可測介質溫度達+250℃。7、可實現不斷流拆裝傳感器，可實現放大器與傳感器分離(分離距離15m)；8、SSP自適應頻譜波技術 小漩渦采集 模塊化設計 保證產品的高可靠性和一致性9、插入式渦街流量計內置完善的抗干擾 多級保護電路 有效消除振動干擾 溫度壓力檢測及補償單元10、兼有二線電流和三線脈沖輸出功能 具備HART功能 可遠程參數設置和調試電磁流量計傳感器兩電極、被測液體、放大器內阻構成一個閉合回路如下圖2．9，這相當與一個一匝的變壓器次級繞組，勵磁線圈相當與初級線圈，閉合回路相當與次級線圈。由于閉合回路不可能完全平行與磁場，總有部分磁力線穿過，這樣即使流速為零，也會產生感應電壓，這就是“變壓器效應"。根據楞次定律得到干擾電動勢：可見ew與勵磁頻率相關，與被測液體流量無關。干擾信號比電磁流量計流量信號相位要滯后90°，所以把干擾電動勢稱為正交干擾，由于正交干擾是磁感應強度B對時間t的微分，它又叫做微分干擾。對于超聲波流量計，流量修正系數K定義為沿超聲流量計信號傳播聲道上的線平均流速Lv與管道截面平均流速Vs的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到層流狀態下的流量修正系數 K 為由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流狀態下的流量修正系數K為根據表1可以得到不同雷諾數下湍流流態的流量修正系數K，而在實際工程應用中，當管道內流體雷諾數Re＜105時，湍流狀態流量修正系數K為 當管道內流體雷諾數Re＞105時，湍流狀態流量修正系數K為　　上述對于流量修正系數的分析是基于超聲波流量計處于理想的安裝條件下，即安裝處管道內流體充分發展。實際流量修正系數不僅與雷諾數有關，還與管道的安裝狀況、流量計上下游管段長度等因素有關。通常情況下管道內實際流態分布與理想流態分布有偏差，對流量計的測量精度產生影響，因此在管道布置和流量計安裝時，一般要求上游直管段大于10倍管道內徑，下游直管段要大于5倍管道內徑。德國VSERS400流量計中國分公司金屬管浮子流量計常見故障及處理方法1.指針抖動　　輕微抖動，-般都是由于流體流動自然引起的，不影響正常使用，可以在儀表的設置中適當的加大阻尼參數。劇烈抖動，一般是介質波動，脈動引起，還有一種原因是安裝不正確，安裝工況不符合流量計的要求，超過流量計的可測量量程。2.指針不動　　一般是浮子卡死，不能隨著流體流動而上下移動。我廠的多臺金屬管浮子流量計均出現過這種現象，通過拆檢，發現是浮子卡死引起的。進一步分析原因為，浮子的導向軸由于長年磨碎形成凹槽，導向軸轉動，與D形固定環卡住，導致浮子不能移動。我們的處理方法是將D形孔擴成圓形孔使得浮子能上下移動，使得儀表在不更換的情況下回復運行。還有-種原因是浮子.上的磁鋼吸附介質中的鐵磁性物質，8積月累，形成水垢狀結合體，導致浮子移動不靈活甚至不能移動。這種情況是加裝過濾裝置，及時清理，定期維護方能正常使用。3.流量計沒有顯示　　可能是電源接觸不良或接線脫落，查看電源供應是否正常，接線是不是緊固，正負極是不是接反等。還有就是流量計內部電路損壞，顯示組件損壞，處理方法是更換電路板顯示部件等。4.實際流量與指示流量不一致　　一般是浮子受介質腐蝕造成浮子的質量體積等發生變化，造成儀表系數與出廠標定的數值不一樣，所以顯示的流量與實際相測得的的流量存在誤差。還有就是錐管內直徑尺寸變化，與浮子變化一樣，都是改變了儀表的系數，與出廠標定的數值不一樣等。解決辦法是更換成耐腐材料，或者重新標定，或者換新的浮子。如果還不能解決，那只能更換流量計了。浮子、椎管附著水垢污臟等異物層，那么就要對內部進行清洗蒸汽吹掃，還要防止損傷椎管內表面和浮子，保持浮子原有光潔度。還有就是流體本身發生變化，與原來的密度相比發生變化，不能準確測的流量。那么使用時只能修改內部參數使得適應新流體的密度等特性。氣體、蒸汽、壓縮性流體溫度壓力變化，那么溫度壓力等運行條件變化對流量測量值影響頗為靈敏，按新條件作換算修正。流體脈沖，氣體壓力急劇變化，指示值波動，那么雖然浮子偶發跳動影響不大，但周期性振蕩，管道系統必須設置緩沖裝置，或者改用有阻尼的儀表。液體中混入氣泡，氣體中混入液滴，那么混入物改變密度等影響，做必要改進排除之。用于液體時儀表內部死角存留氣體，影響浮子部件浮力，那么對小流量儀表及運行在低流量時影響顯著,排除氣體。5.指針指示呆遲　　浮子和導向軸間有微粒等異物或導向軸彎曲等原因卡住，解決方法是拆卸檢查，清洗，鏟除異物，校直導向軸等。導向軸彎曲的原因大多是閥門快速啟閉，浮子急劇升降沖擊所致。磁耦合浮子組件磁鐵四周附著鐵粉或顆粒，解決辦法是拆卸清洗使之運行自如，不卡頓。運行初期利用旁路管，充分沖洗管道。為防止長期使用時管道可能產生鐵銹，可在金屬管浮子流量計前裝設過濾器。指示部分連桿或者指針卡住，解決辦法是手動試磁鐵耦合連接的運動連桿，有卡頓阻尼部位調整之。檢查旋轉軸與軸承間是否有異物阻礙運動，解決辦法是清除義務或更換零件。磁耦合的磁鐵磁性下降，解決辦法是拆卸下儀表，用手.上下移動浮子，確認指示部分指針等平穩地跟隨移動;不跟隨或者跟隨不穩定則換新零件。  高流速時,電磁流量計中的流體為湍流,且雷諾數越大，流體小尺寸結構越小。但流體整體向前的流速不會因為湍流而減小,這樣的情況下可知電磁流量計流體中的非導電物體的尺寸更小。當含水率不變,非導電物體物質半徑變小后對電磁流量計的整體流速分布不變、對流量計的磁場分布影響較小。根據式(1)可知，電磁流量計中非導電物質的半徑大小對流量計的權重函數是有影響的。  當電磁流量計中心橫截面內含有M(M=0,1,2.,-.)個油泡時傳感器的權重函數分布情況,本文算例設定M=3權重函數分布情況計算方式。圖1為電磁流量計傳感器截面內存在3個球形油泡時的結構模型圖。其中,x軸與y軸與圖1描述--致,圖1中只顯示了測量區域部分,測量區域流體中存在3個油泡。y正半軸、負半軸與管壁的交點是流量計的電極位置。  圖1中3個油泡相互不重疊,此時傳感器內部感應電勢仍滿足Laplace方程。為了對該問題進行求解,需建立2種坐標系,一種是以傳感器中心為原點建立的二維直角坐標系(x,y),另一種是以各個油泡中心為原點建立的M個二維極坐標系(ri,θi)。首先在二維直角坐標系下對該問題進行求解(本例M=3),求解感應電勢方程時需借用一個輔助的格林函數G,G滿足Laplace方程且邊界條件  式中,R為電磁流量計半徑的長度值;მG/an為電勢在半徑方向上的導數;δ(θ)為電勢G在流量計管壁處所滿足的條件,其值僅在電極表面處不為0。當流體中存在油泡時,G表達式為   式中,R為測量管的半徑;x與y分別表示測量區域中的位置。  當電磁流量計流體中存在3個油泡時,G=G+G1+G2+G3圖2顯示了流量計流體截面中存在3個不重疊的油泡時,流量計截面內部權重函數wy分布圖;從式(2)以及仿真圖中可以發現油泡所在位置權重函數值是0。當然，存在多個油泡分布在不同位置流體中時權重函數分布情況也可以用上述方法計算。  仿真實驗中,設定不同大小的非導電物質對電磁流量計權重函數進行仿真,如圖3所示為不同大小非導電物質對電磁流量計權重函數的影響。圖3中左邊的分別為權重函數分布圖，右邊分別為權重函數等勢圖,其中R單位為cm。從圖3中可見,當電磁流量計中的非導電物質半徑越來越小，對電磁流量計的權重函數的影響就越小。  為了更清楚地揭示電磁流量計的權重函數與流量計中非導電物質半徑之間的關系,定義c為非導電物質對流量計權重函數的影響的評價指標式中,Wxy為含有油泡等非導電物質時電磁流量計在測量區域坐標(x,y)的權重函數;Wxy0為電磁流量計不含非導電物質時測量區域坐標(x,y)的權重函數;A為權重函數區域(測量區域)。  圖4為不同大小非導電物質對流量計權重函數的影響分析圖。圖4中橫軸為非導電物質半徑,縱軸為權重函數的影響因子c。從仿真結果可以看出流體中的非導電物質半徑較小時,對電磁流量計的權重函數影響越小。在本例中，當流體中非導電物質小于0.02R時,對電磁流量計的權重函數分布幾乎沒有影響。德國VSERS400流量計中國分公司1、電磁流量計傳感器外殼未接地出現的誤差。一般情況下，傳感器都是在金屬管道上進行安裝，并且金屬管道都是在地下，很多人因此認為對于儀表的外殼就不需要再做接地處理了。但是，這么操作卻是忽略了兩個重要問題:一方面是金屬管道都做了防腐蝕處理，金屬管道與地不能大面積接觸;二是傳感器一般都由膠皮墊連接著法蘭而與金屬管道分隔開，所以造成了傳感器的接地電阻大大增加，影響了流量計的測量結果，進而形成了誤差。另外，由于電動勢檢測一般均為幾毫伏左右，這也容易造成雜散電流對檢測結果的影響。 2、干擾環境下的輸出信號誤差分析。對于一般的電磁流量計來說，傳感器即電極與轉換器之間的連接電纜應做到盡可能短。因為傳送信號的電纜過長，電纜本身的分布電容造成的負載效應就會引起較大的測量誤差，同時也對信號受到干擾的幾率大大增加。在測量時，還要注意到走線方面，務必做到信號線與電源線分開走線，這樣就能防止產生“寄生電容”的干擾。目前很多場合已經用上了數字輸出儀表，以求獲得最為準確的測量數據。 3、強電、強磁環境下的誤差分析。流量計工作環境方面，要注意盡可能地與強電、強磁等設備的距離遠一些。由于電磁流量計在接地后，其周邊的附近如果也有一些其他的強電、強磁等設備也在接地，會造成流量計產生接地壓降，使電磁流量計接地電位變化，進而對測量結果形成誤差。另外，流量計如果是在非常強的磁場下工作，比如變壓器等強電磁設備附近使用，周邊磁場環境的強度超過電磁流量計電磁兼容的幅度時，會對測量結果的準確性造成很大的影響。  熱式氣體質量流量計按結構可以分為熱分布型和浸入型。熱分布型熱式流量計將傳感元件放置于管道壁,傳感元件經過加熱溫度高于流休溫度，流體流經傳感元件表面導致上下游溫度發生變化,利用上下游溫度差測量流體流量，一般用于微小流速氣體流量的測量。   熱分布型熱式流最計的T.作原理如圖1所示,傳感元件由上游熱電阻、加熱器利下游熱電阻組成,加熱器位于管道中心，使得傳感元件溫度高于壞境溫度，上游熱電阻和下游熱電阻對稱分布于加熱器的兩側。圖1中曲線1所示為管道中沒有流休流過時傳感元件的溫度分布線.相對于加熱器的上下游熱電阻溫度是對稱的。當有流體經過熱式傳感元件時,溫度分布為曲線2,顯然流體將上游部分的熱量帶給下游，導致上游溫度比下游溫度低，上下游熱電阻的溫度差△T反映了流體的流量,即△T=f(m)。當流體流速過大時，上下游熱屯陰的溫度差△7趨向于0,因此熱分布型熱式氣體質量流量計用于測量低流速氣休微小流量。氣體質量流量qm可表示為 式中:Cp-一流體介質的定壓比熱容;A一熱傳導系數;K一一儀表系數。   浸入型熱式流最計的工作原理如圖2所示，一般將兩個熱電阻置于中大管道中心,可測量中高流速流體。熱電阻通較小電流或不通電流，溫度為T;另一熱電阻經較大電流加熱,其溫度T高于氣體溫度。管道中有氣流通過時，兩者之間的溫度差為△T=Tv-T0氣體質量流量qm與加熱電路功率P、溫度差△T的關系式為   式中:E一系數與流體介質物性參數有關;D一與流體流動有關的常數。   如果保持加熱電路功率P恒定，這種測量方法為恒功率法;如果保持溫度差△T恒定，這種測量方法為恒溫差法，兩種方法有各自的優缺點，使用時據具體環境和需要而定。目前較普遍的是采用恒溫差法,由于需要不同的應用領域,恒溫差法已不適用于某些場.合的測量，因此恒功率法應用領域越來越廣泛。恒溫差法的基本原理是流體流過加熱的熱電阻表面使得熱電阻表面的溫度降低，熱電阻的阻值變小。反饋電路自動進行處理,通過熱電阻的加熱電流變大從而使得熱電阻溫度升高,即可使得熱電阻與流體溫度差恒定。通過測量傳感電路的輸出電流或輸出電壓便可獲得流量值。恒功率法的基本原理是加熱功率為恒定值,管道內沒有流體流過時溫度差△7最大,當流體流過熱電阻表面時熱電阻與流體溫度差變小,通過測量△T便可得到流體流量。

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