電磁流量計的精確度原理及精度的定位法則
隨著(zhù)中國的工業(yè)的日益發(fā)展，對于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的監測與控制的設備要求也不斷提高，目前在國內的流量測量領(lǐng)域，智能電磁流量計的占有率不斷增加，因為電磁流量計的***度比其他的傳統型的流量計更精準，適用范圍廣，所以電磁流量計應用領(lǐng)域非常廣泛。大口徑儀表較多應用于給排水工程，比如許多大型的化工企業(yè)和自來(lái)水廠(chǎng)的供水系統。中小口徑常用于固液雙相等難測流體或高要求場(chǎng)所，如測量造紙工業(yè)紙漿液和黑液、有色冶金業(yè)的礦漿、選煤廠(chǎng)的煤漿、化學(xué)工業(yè)的強腐蝕液以及鋼鐵工業(yè)高爐風(fēng)口冷卻水控制和監漏，長(cháng)距離管道煤的水力輸送的流量測量和控制。小口徑、微小口徑常用于醫藥工業(yè)、食品工業(yè)、生物工程等求的場(chǎng)所。
市場(chǎng)上通用型智能電磁流量計的性能有較大差別，有些精度高、功能多，有些精度低、功能簡(jiǎn)單。精度低的儀表則為（士1.5％一士2.5%)FS，功能度高的儀表基本誤差為（土0.5％一士1%)R，價(jià)格相差接近1一2倍。因此測量精度要求不很高的場(chǎng)所（例如非貿易核算僅以控制為目的，只要求高可靠性和優(yōu)良重復性的場(chǎng)體就切割磁力線(xiàn)。
如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對電極(圖3—17)則可以證明，只要管道內流速分布為軸對稱(chēng)分布，兩電極之間也特產(chǎn)生感生電動(dòng)勢：e＝BD(3－36)式中，為管道截面上的平均流速．由此可得管道的體積流量為：qv＝πDUˉ＝（3－37）由上式可見(jiàn)，體積流量qv與感應電動(dòng)勢e和測量管內徑D成線(xiàn)性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應強度B成反比，與其它物理參數無(wú)關(guān)．這就是電磁流量計的測量原理．需要說(shuō)明的是，要使式（3—37）
嚴格成立，必須使測量條件滿(mǎn)足下列假定：
①磁場(chǎng)是均勻分布的恒定磁場(chǎng)；
②被測流體的流速軸對稱(chēng)分布；
③被測液體是非磁性的；
④被測液體的電導率均勻且各向同性。
電磁流量計的***度原理簡(jiǎn)圖1－磁極；2－電極；3－管道(二)勵磁方式勵磁方式即產(chǎn)生磁場(chǎng)的方式．由前述可知，為使式(3—37)嚴格成立，***個(gè)必須滿(mǎn)足的條件就是要有一個(gè)均勻恒定的磁場(chǎng)．為此，就需要選擇一種合適的勵磁方式。目前，一般有三種勵磁方式，即直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁．現分別予以介紹．
1．交流勵磁目前，工業(yè)上使用的智能電磁流量計，大都采用工頻(50Hz)電源交流勵磁方式，即它的磁場(chǎng)是由正弦交變電流產(chǎn)生的，所以產(chǎn)生的磁場(chǎng)也是一個(gè)交變磁場(chǎng)．交變磁場(chǎng)變送器的主要優(yōu)點(diǎn)是消除了電極表面的極化于擾．另外，由于磁場(chǎng)是交變的，所以輸出信號也是交變信號，放行比較，根據流量的增減來(lái)判斷井下管柱密封情況。若注水管柱有泄漏，超聲波流量計則流量的測量結果會(huì )出現上部高、下部低的情況；若底部凡爾球的密封不好，則在撞擊筒會(huì )出現流量不為零的情況。1999年5月5日，在下T5-XXX井用SDFZ型浮子流量計測試時(shí)發(fā)現全井流量與地面計量結果相差15m3/d，有關(guān)人員懷疑井下注水管柱漏失。由于用浮子流量計無(wú)法驗證，下入電磁流量計測量，測量結果如圖3所示。圖3上10時(shí)40分到11時(shí)07分間的幾個(gè)流量臺階（從左到右）分別是在井下1000m、500m、100m測得的，除了500m處是全井流量值，其它與地面計量結果基本一致，說(shuō)明井下管柱基本不漏?！ ?/span>
2．直流勵磁直流勵磁方式用直流電產(chǎn)生磁場(chǎng)或采用***磁鐵，它能產(chǎn)生一個(gè)恒定的均勻磁場(chǎng)．這種直流勵磁變送器的***大優(yōu)點(diǎn)是受交流電磁場(chǎng)干擾影響很小，因而可以忽略液體中的自感現象的影響．但是，使用直流磁場(chǎng)易使通過(guò)測量管道的電解質(zhì)液體被極化，即電解質(zhì)在電場(chǎng)中被電解，產(chǎn)生正負離子．在電場(chǎng)力的作用下，負離子跑向正極，正離子跑向負極．如圖3—18所示．這樣，將導致正負電極分別被相反極性的離子所包圍，嚴重影響電磁流量計的正常工作．所以，直流勵磁一般只用于測量非電解質(zhì)液體，如液態(tài)金屬等．圖3－18直流勵磁方式
電磁流量計的***度應用中主要存在以下幾點(diǎn)不足：精密壓力表
（1）管徑變化對測量結果的影響。通常應用的智能電磁流量計是中心流速式的，儀器的標定是在特制的管道中完成的，如果測量環(huán)境與標定環(huán)境不同，就會(huì )出現測量誤差。以?xún)攘魇絻x器為例，若它在內徑為Ф62mm光油管中標定，在內徑為Ф59mm的涂料油管中測量時(shí)就會(huì )引入***大15.28%的誤差。這是系統誤差，因此在儀器測量過(guò)程中要搞清楚被測管道的內徑，解釋資料時(shí)要扣除因管徑變化引起的測量誤差。大量實(shí)際測量數據表明，由管徑變化引起的誤差都在10%以?xún)??！?/span>
（2）儀器井下***定位問(wèn)題。由于儀器本身沒(méi)有深度定位裝置，儀器下入深度的計量是靠絞車(chē)上的深度計數器來(lái)完成。深度計數器計量結果的精度不但與計數器本身有關(guān)，而且還與工作環(huán)境有關(guān)。如果深度誤差太大，測量結果就失去意義。因此，深度校正是現場(chǎng)測試的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題?！ ?/span>
（3）不能連續測量。流量計如果能連續測量管柱內的流動(dòng)剖面，就能直觀(guān)地反映出整個(gè)井筒內的吸水情況，這樣有利于測井資料的解釋。由于結構設計上的缺陷電磁流量計目前還不能*實(shí)現連續測量?！ ⊥ㄟ^(guò)對井下存儲式電磁流量計在河南油田的應用情況分析，發(fā)現該技術(shù)*適應河南油田注水開(kāi)發(fā)的分層測試要求，具有測試成功率高、資料準確、使用方便等特點(diǎn)，資料應用效果好。這種技術(shù)是取代浮子流量計進(jìn)行分層測試的理想技術(shù)。
（4）儀器的標定問(wèn)題。儀器是用清水標定的，若注入介質(zhì)改為污水或其它非清水介質(zhì)時(shí)會(huì )對測量結果產(chǎn)生什么樣的影響，也是應用中要考慮的一個(gè)問(wèn)題。在實(shí)際應用中，常常需要在現場(chǎng)對儀器進(jìn)行標定，且要保證標定結果的準確性。