德国VSERS400流量计中国分公司同时我们还经营：根据高含水原油这一特殊介质及其使用环境的特点，对早期广泛应用于注水、注聚等计量中的电磁流量计进行了相关的技术改进。(1)对传感器进行防爆处理。通过现场应用进行综合分析，认为高含水原油的计量场所是油气密集的地方，需要对传感器进行防爆处理才能满足工作需要。根据传感器的特点及其使用环境的要求，选用了传感器的复合防爆型式，即浇封隔爆型，防爆标志为mdIIBT4.关键技术是传感器主体结构采用了浇封工艺技术、接线盒采用了隔爆外壳。接线盒的隔爆接合面为螺纹隔爆接合面，引人装置采用密封圈压紧螺母式，产品通过了国家防爆电气产品质量监督检验测试中心的5项试验。(2)提高转换器的输人阻抗，保证流量计的测量精度。对电磁流量计来说，传感器产生的感应电势只有几毫伏，如要进行准确测量，要求转换器的输人阻抗远远大于传感器的内阻，才能保证仪表的精度。电磁流量传感器的内阻仅与被测介质的电导率和电极直径有关。高含水油的电导率随含水情况有所变化，因此，采用了专用前置放大器，相应地提高了转换器的输人阻抗，保证了测量精度。(3)转换器实现智能化。智能电磁流量计采用了自动跟踪式励磁控制和智能反馈式信号放大处理技术，使用了多CPU协同信息处理的方法，使仪表在功能上具有了支持各种传感器匹配与校验、数字与模拟的系统连接、自诊断和安装调试测试、断电信息保护、在线信息查询、软件冲击自动恢复、多单位多形式的计量显示选择等全方位的智能化功能，操作使用十分方便。(4)改进型电磁流量计的主要技术指标。①适应的场所:转油站、联合站的高含水油计量，因为这些场所的高含水油经过油气分离，流态比较稳.定，含水波动较小，计量精度能够保证;②被测介质的含水率:>80%;③工作压力:≤2.5MPa;.④被测介质温度:≤100℃;⑤传感器衬里:可根据被测介质的温度选择不同的衬里。高含水油的温度一般在50~70℃，选择耐油橡胶衬里可满足计量要求;⑥口径依据被测液量的满量程流量来选择。电磁流量计的流速下限为0.5m/s。一般流量测量以2m/s为经济流速，而在高含水油测量时，流体的流速要求偏高一些，一般3~4m/s，这样可以避免低流速时原油附着于测量管壁及电极上，保证正常计量。.电磁流量计传感器得到的测量信号很弱，一般为微伏、毫伏级别，要进行精确测量就需要对其进行放大处理。前置放大电路的作用就是把传感器得到的微弱的流量信号放大，同时还可以抑制变送器两电极对地之间存在的同相干扰。前面提到放大电路输入阻抗Ri和信号源内阻R5组成分压电路如图2.10。 　　为了降低电磁流量计信号源内阻的影响，放大电路要采用高输入阻抗。同时为了解决供电电源干扰耦合到输入回路所带来的工频干扰以及励磁磁场的交变变化所产生的其它干扰(共模干扰)，我们采用差分电路来减少共模干扰的影响。线路如图2.11该电路特点是一个差分电路，只对两信号差值进行放大，它的差分能力用抑制比来表示。两个输入对地电位相异时的增益和电位相同时的增益之比即称为“抑制比"，理想上抑制比可以无穷大。这样我们就能用这个电路测量传感器两个电极之间的电位，这样两电极对地的干扰电压(同相干扰)可以在放大时受到抑制。综合起来，此电路具有放大放大差模信号、抑制共模信号、输入阻抗高、输出阻抗低、失调小、温漂小、线性好和增益稳定可调等优点。 　　电磁流量计电路由三个放大器组成A1、A2、R1、R2和RG组成的第一级放大电路为同相放大电路，该电路实际是两电压跟随器，它们两个反相端由恐相连，具有非常高的输入阻抗，适合放大微信号；R3、R4、R5、R6和A3组成第二级基本差动放大器，它可以消除第一级的共模信号，整个电路通过对RG的改变来调整放大倍数。　　按照差模和共模输入的定义，可将VI1和VI2表示为： 　　令运算放大器A1、A2、A3的输入失调电压分别为VI01、VI02、VI03，A1和A2相互失调电压为VI0，失调电流为VI0；其中VI0=VI01-VI02,这样简化得到图2.12。  涡街流量计与流体密度无关,在测流量时,考虑气体或蒸汽温度、压力变化对密度的影响,需不需要进行密度、温度压力补偿,从以下几个方面进行探讨。(1)测量介质为液体,且流量以质量流量表示。由于测液体流量时,流量指示一般为质量或重量流量,漩涡流量计由漩涡频率-流速-体流量X密度=质量流量,当指示值以质量流量表示时,刻度系数中包含密度的因素,所以密度变化对指示值有影响,必须进行密度修正。(2)测量介质为气体,且以标准状态下体积表.示。  气体流量一般习惯均以标准状态下体积表示,刻度为Nm³/h,但工作时由漩涡频率→流速→工作状态体积再折算成标准状态下体积。作为一台漩涡流量计,一旦折算系数确定了,那么流体只有处在一个工作压力、温度下流量指示值才准确,这个温度就是设计温度，这个压力就是设计压力。一旦工作条件偏离了设计值也会带来误差,所以必须考虑温度、压力补偿,但不考虑密度补偿。(3)测量介质为气体,且以质量流量表示。  对漩涡流量计,由漩涡频率→疏速→工作状态体积流量→设计状态体积流量→标准状态体积流量,再乘以标准状态下气体的密度而得到质量流量。  显然,以质量流量表示的漩涡流量计,必须进行气体组成变化带来的密度变化的修正,同时工况变化，又增加一个由工作状态折算到设计状态的折算系数。这个折算系数是动态的,也就是温度、压力补偿问题。经过以上分析得出以下结论:(1)无论测气体或液体，若涡街流量计流量以工作状态体积流量表示时,没有密度及温度、压力补偿问题。(2)无论测气体、蒸汽或液体流量,以质量流量表示时,液体一般温度变化范围大,流体密度变化均需进行密度修正,对气体过热蒸汽还需进行温度、压力补偿。(3)以标准体积流量表示时,流量计必须进行温度、压力补偿,无需进行气体密度补偿。如何解决电磁流量计无输出信号或输出值有偏差第一如果管道内测量介质不满管电磁流量计就无法正常工作.因为在介质不满管的情况下电磁流量计会产“生最为常见的应用程序故障,产生这种现象可能是由于营道中介质流速非常低造成不满管流量计测量误差增大或者介质未能满过电极从而流量计根本无法进行工作.需通过工艺调整必须保证管道内测量介质充满才能使用电磁流量计进行测量.第二测量介质中含有大量空气和气体也会造成电磁流量计无法正常工作。这些气泡的存在造成流量计无法准确辨别干扰了其准确的测量。第三电磁流量计不能用于持续时间较短的配料操作,这是由于电磁流量计无法正常反复启动和停止,它的启动到正确读数之间存在一个时间滞后问题。第四电磁流量计本身不能计量质量流量.电磁流量计是一种速度式流量计测量的是体积流量若要测量质量流量必须配合高精度的密度测量装置来进行换算。1、插入式涡街流量计可测量蒸汽,气体,液体的体积流量和质量流量；2、无机械运动部件,测量精度高,结构紧凑维护方便；3、压力损失小,量程范围宽；范围度达1:25；4、采用消扰电路和抗振传感头；5、采用消扰电路和抗振传感头，使仪表具有一定抗环境振动性能；6、可测介质温度达+250℃。7、可实现不断流拆装传感器，可实现放大器与传感器分离(分离距离15m)；8、SSP自适应频谱波技术 小漩涡采集 模块化设计 保证产品的高可靠性和一致性9、插入式涡街流量计内置完善的抗干扰 多级保护电路 有效消除振动干扰 温度压力检测及补偿单元10、兼有二线电流和三线脉冲输出功能 具备HART功能 可远程参数设置和调试电磁流量计传感器两电极、被测液体、放大器内阻构成一个闭合回路如下图2．9，这相当与一个一匝的变压器次级绕组，励磁线圈相当与初级线圈，闭合回路相当与次级线圈。由于闭合回路不可能完全平行与磁场，总有部分磁力线穿过，这样即使流速为零，也会产生感应电压，这就是“变压器效应"。根据楞次定律得到干扰电动势：可见ew与励磁频率相关，与被测液体流量无关。干扰信号比电磁流量计流量信号相位要滞后90°，所以把干扰电动势称为正交干扰，由于正交干扰是磁感应强度B对时间t的微分，它又叫做微分干扰。对于超声波流量计，流量修正系数K定义为沿超声流量计信号传播声道上的线平均流速Lv与管道截面平均流速Vs的比值。由式(2-13)和式(2-14)可以得到层流状态下的流量修正系数 K 为由式(2-17)和式(2-18)可以得到湍流状态下的流量修正系数K为根据表1可以得到不同雷诺数下湍流流态的流量修正系数K，而在实际工程应用中，当管道内流体雷诺数Re＜105时，湍流状态流量修正系数K为 当管道内流体雷诺数Re＞105时，湍流状态流量修正系数K为　　上述对于流量修正系数的分析是基于超声波流量计处于理想的安装条件下，即安装处管道内流体充分发展。实际流量修正系数不仅与雷诺数有关，还与管道的安装状况、流量计上下游管段长度等因素有关。通常情况下管道内实际流态分布与理想流态分布有偏差，对流量计的测量精度产生影响，因此在管道布置和流量计安装时，一般要求上游直管段大于10倍管道内径，下游直管段要大于5倍管道内径。德国VSERS400流量计中国分公司金属管浮子流量计常见故障及处理方法1.指针抖动　　轻微抖动，-般都是由于流体流动自然引起的，不影响正常使用，可以在仪表的设置中适当的加大阻尼参数。剧烈抖动，一般是介质波动，脉动引起，还有一种原因是安装不正确，安装工况不符合流量计的要求，超过流量计的可测量量程。2.指针不动　　一般是浮子卡死，不能随着流体流动而上下移动。我厂的多台金属管浮子流量计均出现过这种现象，通过拆检，发现是浮子卡死引起的。进一步分析原因为，浮子的导向轴由于长年磨碎形成凹槽，导向轴转动，与D形固定环卡住，导致浮子不能移动。我们的处理方法是将D形孔扩成圆形孔使得浮子能上下移动，使得仪表在不更换的情况下回复运行。还有-种原因是浮子.上的磁钢吸附介质中的铁磁性物质，8积月累，形成水垢状结合体，导致浮子移动不灵活甚至不能移动。这种情况是加装过滤装置，及时清理，定期维护方能正常使用。3.流量计没有显示　　可能是电源接触不良或接线脱落，查看电源供应是否正常，接线是不是紧固，正负极是不是接反等。还有就是流量计内部电路损坏，显示组件损坏，处理方法是更换电路板显示部件等。4.实际流量与指示流量不一致　　一般是浮子受介质腐蚀造成浮子的质量体积等发生变化，造成仪表系数与出厂标定的数值不一样，所以显示的流量与实际相测得的的流量存在误差。还有就是锥管内直径尺寸变化，与浮子变化一样，都是改变了仪表的系数，与出厂标定的数值不一样等。解决办法是更换成耐腐材料，或者重新标定，或者换新的浮子。如果还不能解决，那只能更换流量计了。浮子、椎管附着水垢污脏等异物层，那么就要对内部进行清洗蒸汽吹扫，还要防止损伤椎管内表面和浮子，保持浮子原有光洁度。还有就是流体本身发生变化，与原来的密度相比发生变化，不能准确测的流量。那么使用时只能修改内部参数使得适应新流体的密度等特性。气体、蒸汽、压缩性流体温度压力变化，那么温度压力等运行条件变化对流量测量值影响颇为灵敏，按新条件作换算修正。流体脉冲，气体压力急剧变化，指示值波动，那么虽然浮子偶发跳动影响不大，但周期性振荡，管道系统必须设置缓冲装置，或者改用有阻尼的仪表。液体中混入气泡，气体中混入液滴，那么混入物改变密度等影响，做必要改进排除之。用于液体时仪表内部死角存留气体，影响浮子部件浮力，那么对小流量仪表及运行在低流量时影响显著,排除气体。5.指针指示呆迟　　浮子和导向轴间有微粒等异物或导向轴弯曲等原因卡住，解决方法是拆卸检查，清洗，铲除异物，校直导向轴等。导向轴弯曲的原因大多是阀门快速启闭，浮子急剧升降冲击所致。磁耦合浮子组件磁铁四周附着铁粉或颗粒，解决办法是拆卸清洗使之运行自如，不卡顿。运行初期利用旁路管，充分冲洗管道。为防止长期使用时管道可能产生铁锈，可在金属管浮子流量计前装设过滤器。指示部分连杆或者指针卡住，解决办法是手动试磁铁耦合连接的运动连杆，有卡顿阻尼部位调整之。检查旋转轴与轴承间是否有异物阻碍运动，解决办法是清除义务或更换零件。磁耦合的磁铁磁性下降，解决办法是拆卸下仪表，用手.上下移动浮子，确认指示部分指针等平稳地跟随移动;不跟随或者跟随不稳定则换新零件。  高流速时,电磁流量计中的流体为湍流,且雷诺数越大，流体小尺寸结构越小。但流体整体向前的流速不会因为湍流而减小,这样的情况下可知电磁流量计流体中的非导电物体的尺寸更小。当含水率不变,非导电物体物质半径变小后对电磁流量计的整体流速分布不变、对流量计的磁场分布影响较小。根据式(1)可知，电磁流量计中非导电物质的半径大小对流量计的权重函数是有影响的。  当电磁流量计中心横截面内含有M(M=0,1,2.,-.)个油泡时传感器的权重函数分布情况,本文算例设定M=3权重函数分布情况计算方式。图1为电磁流量计传感器截面内存在3个球形油泡时的结构模型图。其中,x轴与y轴与图1描述--致,图1中只显示了测量区域部分,测量区域流体中存在3个油泡。y正半轴、负半轴与管壁的交点是流量计的电极位置。  图1中3个油泡相互不重叠,此时传感器内部感应电势仍满足Laplace方程。为了对该问题进行求解,需建立2种坐标系,一种是以传感器中心为原点建立的二维直角坐标系(x,y),另一种是以各个油泡中心为原点建立的M个二维极坐标系(ri,θi)。首先在二维直角坐标系下对该问题进行求解(本例M=3),求解感应电势方程时需借用一个辅助的格林函数G,G满足Laplace方程且边界条件  式中,R为电磁流量计半径的长度值;მG/an为电势在半径方向上的导数;δ(θ)为电势G在流量计管壁处所满足的条件,其值仅在电极表面处不为0。当流体中存在油泡时,G表达式为   式中,R为测量管的半径;x与y分别表示测量区域中的位置。  当电磁流量计流体中存在3个油泡时,G=G+G1+G2+G3图2显示了流量计流体截面中存在3个不重叠的油泡时,流量计截面内部权重函数wy分布图;从式(2)以及仿真图中可以发现油泡所在位置权重函数值是0。当然，存在多个油泡分布在不同位置流体中时权重函数分布情况也可以用上述方法计算。  仿真实验中,设定不同大小的非导电物质对电磁流量计权重函数进行仿真,如图3所示为不同大小非导电物质对电磁流量计权重函数的影响。图3中左边的分别为权重函数分布图，右边分别为权重函数等势图,其中R单位为cm。从图3中可见,当电磁流量计中的非导电物质半径越来越小，对电磁流量计的权重函数的影响就越小。  为了更清楚地揭示电磁流量计的权重函数与流量计中非导电物质半径之间的关系,定义c为非导电物质对流量计权重函数的影响的评价指标式中,Wxy为含有油泡等非导电物质时电磁流量计在测量区域坐标(x,y)的权重函数;Wxy0为电磁流量计不含非导电物质时测量区域坐标(x,y)的权重函数;A为权重函数区域(测量区域)。  图4为不同大小非导电物质对流量计权重函数的影响分析图。图4中横轴为非导电物质半径,纵轴为权重函数的影响因子c。从仿真结果可以看出流体中的非导电物质半径较小时,对电磁流量计的权重函数影响越小。在本例中，当流体中非导电物质小于0.02R时,对电磁流量计的权重函数分布几乎没有影响。德国VSERS400流量计中国分公司1、电磁流量计传感器外壳未接地出现的误差。一般情况下，传感器都是在金属管道上进行安装，并且金属管道都是在地下，很多人因此认为对于仪表的外壳就不需要再做接地处理了。但是，这么操作却是忽略了两个重要问题:一方面是金属管道都做了防腐蚀处理，金属管道与地不能大面积接触;二是传感器一般都由胶皮垫连接着法兰而与金属管道分隔开，所以造成了传感器的接地电阻大大增加，影响了流量计的测量结果，进而形成了误差。另外，由于电动势检测一般均为几毫伏左右，这也容易造成杂散电流对检测结果的影响。 2、干扰环境下的输出信号误差分析。对于一般的电磁流量计来说，传感器即电极与转换器之间的连接电缆应做到尽可能短。因为传送信号的电缆过长，电缆本身的分布电容造成的负载效应就会引起较大的测量误差，同时也对信号受到干扰的几率大大增加。在测量时，还要注意到走线方面，务必做到信号线与电源线分开走线，这样就能防止产生“寄生电容”的干扰。目前很多场合已经用上了数字输出仪表，以求获得最为准确的测量数据。 3、强电、强磁环境下的误差分析。流量计工作环境方面，要注意尽可能地与强电、强磁等设备的距离远一些。由于电磁流量计在接地后，其周边的附近如果也有一些其他的强电、强磁等设备也在接地，会造成流量计产生接地压降，使电磁流量计接地电位变化，进而对测量结果形成误差。另外，流量计如果是在非常强的磁场下工作，比如变压器等强电磁设备附近使用，周边磁场环境的强度超过电磁流量计电磁兼容的幅度时，会对测量结果的准确性造成很大的影响。  热式气体质量流量计按结构可以分为热分布型和浸入型。热分布型热式流量计将传感元件放置于管道壁,传感元件经过加热温度高于流休温度，流体流经传感元件表面导致上下游温度发生变化,利用上下游温度差测量流体流量，一般用于微小流速气体流量的测量。   热分布型热式流最计的T.作原理如图1所示,传感元件由上游热电阻、加热器利下游热电阻组成,加热器位于管道中心，使得传感元件温度高于坏境温度，上游热电阻和下游热电阻对称分布于加热器的两侧。图1中曲线1所示为管道中没有流休流过时传感元件的温度分布线.相对于加热器的上下游热电阻温度是对称的。当有流体经过热式传感元件时,温度分布为曲线2,显然流体将上游部分的热量带给下游，导致上游温度比下游温度低，上下游热电阻的温度差△T反映了流体的流量,即△T=f(m)。当流体流速过大时，上下游热屯阴的温度差△7趋向于0,因此热分布型热式气体质量流量计用于测量低流速气休微小流量。气体质量流量qm可表示为 式中:Cp-一流体介质的定压比热容;A一热传导系数;K一一仪表系数。   浸入型热式流最计的工作原理如图2所示，一般将两个热电阻置于中大管道中心,可测量中高流速流体。热电阻通较小电流或不通电流，温度为T;另一热电阻经较大电流加热,其温度T高于气体温度。管道中有气流通过时，两者之间的温度差为△T=Tv-T0气体质量流量qm与加热电路功率P、温度差△T的关系式为   式中:E一系数与流体介质物性参数有关;D一与流体流动有关的常数。   如果保持加热电路功率P恒定，这种测量方法为恒功率法;如果保持温度差△T恒定，这种测量方法为恒温差法，两种方法有各自的优缺点，使用时据具体环境和需要而定。目前较普遍的是采用恒温差法,由于需要不同的应用领域,恒温差法已不适用于某些场.合的测量，因此恒功率法应用领域越来越广泛。恒温差法的基本原理是流体流过加热的热电阻表面使得热电阻表面的温度降低，热电阻的阻值变小。反馈电路自动进行处理,通过热电阻的加热电流变大从而使得热电阻温度升高,即可使得热电阻与流体温度差恒定。通过测量传感电路的输出电流或输出电压便可获得流量值。恒功率法的基本原理是加热功率为恒定值,管道内没有流体流过时温度差△7最大,当流体流过热电阻表面时热电阻与流体温度差变小,通过测量△T便可得到流体流量。