如何选择流量计？

智能油井多相流量计是一款非分离、无辐射、高实时性的计量装置，能够提供油、气、水、液多相的瞬时产量，累计产量和含水率、含气率、气液（油）比等关键指标数据。其技术水平和应用效果填补了国内该领域的空白，并且达到国际领先水平。该产品主要用于上游油气生产过程中井口油-气-水多相流原油产出物的各相流量在线计量，可以取代传统的分离式计量罐以及通过多通阀进行倒井的复杂计量流程，能够有效助力智慧油田油气生产物联网建设，并且适用陆地、海洋的单井、汇井等环境。

该产品采用多种多相流实时计量的核心技术，采用模块化设计，包含电学层析成像模块、实时在线微波组分测量模块、双差压文丘里流量测量模块以及多传感器高速数据采集模块，并且搭配油气生产大数据管理及分析系统，不但能够直观的掌握油气水产出规律，为生产决策提供实时和准确的量化数据，还能够促进油气田降本增效、工况诊断、精简地面工程、优化生产管理，为每一口井建立全生命周期的“个人”健康档案，实现向智能油气田的升级转型。

电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律进行流量测量的流量计。电磁流量计的优点是压损极小，可测流量范围大。很大流量与很小流量的比值一般为20：1以上，适用的工业管径范围宽，很大达到3m，输出信号和被测流量成线性，精确度较高，可测量电导率≥5μs/cm的酸、碱、盐溶液、水、污水、腐蚀性液体以及泥浆、矿浆、纸浆等的流体流量。但它不能测量气体、蒸汽以及纯净水的流量。当导体在磁场中作切割磁力线运动时，在导体中会产生感应电势，感应电势的大小与导体在磁场中的有效长度及导体在磁场中作垂直于磁场方向运动的速度成正比。同理，导电流体在磁场中作垂直方向流动而切割磁感应力线时，也会在管道两边的电极上产生感应电势。
感应电势的方向由右手定则判定，感应电势的大小由下式确定：
Ex=BDv－－－－－－－－－－－－－－－－-式（1）。
式中Ex—感应电势，V；
B—磁感应强度，T
D—管道内径，m
v—液体的平均流速，m/s。
然而体积流量qv等于流体的流速v与管道截面积（πD）/4的乘积，将式（1）代入该式得：
Qv=(πD/4B) Ex －－－－－－－－-式（2）。
由上式可知，在管道直径D己定且保持磁感应强度B不变时，被测体积流量与感应电势呈线性关系。若在管道两侧各插入一根电极，就可引入感应电势Ex，测量此电势的大小，就可求得体积流量。
据法拉第电磁感应原理，在与测量管轴线和磁力线相垂直的管壁上安装了一对检测电极，当导电液体沿测量管轴线运动时，导电液体切割磁力线产生感应电势，此感应电势由两个检测电极检出，
数值大小与流速成正比例，其值为：E=BVDK，
式中： E－感应电势；
K－与磁场分布及轴向长度有关的系数；
B－磁感应强度；
V－导电液体平均流速；
D－电极间距；（测量管内直径）。
传感器将感应电势E作为流量信号，传送到转换器，经放大，变换滤波等信号处理后，用带背光的点阵式液晶显示瞬时流量和累积流量。转换器有4~20mA输出，报警输出及频率输出，并设有RS－485等通讯接口，并支持HART和MODBUS协议。注：不同电磁流量计参数略有差异，使用时请务必查看说明书。根据法拉第电磁感应定律，在磁感应强度为B的均匀磁场中，垂直于磁场方向放一个内径为D的不导磁管道，当导电液体在管道中以流速v流动时，导电流体就切割磁力线如果在管道截面上垂直于磁场的直径两端安装一对电极则可以证明，
只要管道内流速分布为轴对称分布，两电极之间产生感生电动势：e=KBDv (3-36)。
式中，v为管道截面上的平均流速，k为仪表常数。
由此可得管道的体积流量为：qv= πeD/4KB (3-37)。
由上式可见，体积流量qv与感应电动势e和测量管内径D成线性关系，与磁场的磁感应强度B成反比，与其它物理参数无关。这就是电磁流量计的测量原理。需要说明的是，要使式(3—37)严格成立，
必须使电磁流量计测量条件满足下列假定：
①磁场是均匀分布的恒定磁场;②被测流体的流速轴对称分布;③被测液体是非磁性的;④被测液体的电导率均匀且各向同性。想了解更多相关信息，可以咨询麦克传感器股份有限公司，谢谢！

电磁流量计型号有企标+LD或者LDE EMF 等等。
通用型：在冶金、石化、造纸、印染、纺织、给水、污水处理等工业一般较多采用分体型中、大口径法兰连接方式；医药、生物、精细化工等工业常用微小口径、小口径仪表，一体型夹装连接方式或螺纹连接方式的电磁流量计适用场所较多。电磁流量计型号是根据现场工况进行选型的一串代码，因每个工厂的选型样册不一致，因此型号也有了多种多样。

电磁流量计广泛应用于污水，氟化工，生产用水，自来水行业以及医药，钢铁等等诸多方面。由于原理决定了它只能测导电液体。定货时不能按原先管道口径来定货，最好按你实际流量来定仪表口径。和其它流量计一样，电磁流量计对安装前后直管道也有要求，只不过比其它类流量计要求更低。电磁流量计虽说可靠性比较好，一般情况下不会损坏，但由于其原理决定，传感器电极表面一直和液体接触，时间久了，电极表面比较容易受污染。所以电磁流量计一般情况下，客户有条件拆的情况下，建议一年到一年半之间拆出来清洗一次电极以保证流量计整机的测量精度。
不满管型电磁流量计如何安装？其实安装只要按照说明书的要求就可以。（ 1）安装地点和位置按需要确定, 但电极轴必须水平。（ 2）智能电磁流量计必须有良好的接地, 以减少干扰信号引入。接地有两方面的要求, 一是传感器与转换器的接地线必须与被测介质导通, 二是要以大地为零电位。（ 3）为避免干扰信号, 传感器与转换器之间的信号线必须采用专用屏蔽导线, 并单独穿在接地钢管内, 不能把信号电缆和电源电缆安放在同一钢管中。（ 4）当流量计安装在地下时, 需要设置仪表井。（ 5）介质流动不稳定对测量值并无影响, 所以安装流量计时对前后直管段并无特别要求。非满管电磁流量计的维护工作量很小, 但是在运行一段时间以后, 污水常会在传感器内壁积聚附着层, 应及时予以清除, 否则附着层电导率与流体电导率不一致时, 会导致电极回路断路或短路, 仪表不能正常工作。因此对于工业污水的测量, 在流量计选型时最好能保证流体流速在3~ 4m / s以上, 这样可以在一定程度上起到自清扫管道、防止附着层沉积的作用。
不满管型电磁流量计从外观上看, 非满管电磁流量计与普通电磁流量计并没有什么不同, 同样具有不受流体参数影响、无可动部件、无阻流件、压损极小、无测量滞后现象、线性输出和范围度宽等优点。非满管电磁流量计的测量通道是段光滑直管, 不会有阻塞现象, 因此特别适用于测量含固体颗粒的液固二相流体, 如纸浆、泥浆、污水等。安装非满管电磁流量计, 其上游不会抬高水位, 因此也不会带来水头损失。非满管流量计的部件只有一对电极, 不存在停工检修的问题, 流量管的Irathane 衬里耐磨损, 抗腐蚀性能好。非满管电磁流量计可测的管道内液位为截面的10% ~ 100% , 其在非满管和满管流量的情况下均能保持良好的测量精度, 这是电磁流量计研发的突破。在非满管测量中, 测量管内液位通常会出现波动, 这些波动, 特别是当其处在电极的水平面上时, 能导致传感器输出信号的波动。液位测量系统中包含的模糊逻辑和特别滤波电路很好地解决了这个问题, 这就保证了流量计在介质流动不稳定或流量分布改变的情况下仍具有稳定的测量值显示。由此可见, 随着环境治理力度的不断加大, 非满管流量计在污水测量中的应用前景十分广阔。

电磁流量计的结构主要由磁路系统、测量导管、电极、外壳、衬里和转换器等部分组成。
磁路系统：其作用是产生均匀的直流或交流磁场。直流磁路用永久磁铁来实现，其优点是结构比较简单，受交流磁场的干扰较小，但它易使通过测量导管内的电解质液体极化，使正电极被负离子包围，负电极被正离子包围，即电极的极化现象，并导致两电极之间内阻增大，因而严重影响仪表正常工作。当管道直径较大时，永久磁铁相应也很大，笨重且不经济，所以电磁流量计一般采用交变磁场，且是50HZ工频电源激励产生的。
测量导管：其作用是让被测导电性液体通过。为了使磁力线通过测量导管时磁通量被分流或短路，测量导管必须采用不导磁、低导电率、低导热率和具有一定机械强度的材料制成，可选用不导磁的不锈钢、玻璃钢、高强度塑料、铝等。
电极：其作用是引出和被测量成正比的感应电势信号。电极一般用非导磁的不锈钢制成，且被要求与衬里齐平，以便流体通过时不受阻碍。它的安装位置宜在管道的垂直方向，以防止沉淀物堆积在其上面而影响测量精度。
外壳：应用铁磁材料制成，是分配制度励磁线圈的外罩，并隔离外磁场的干扰。
衬里：在测量导管的内侧及法兰密封面上，有一层完整的电绝缘衬里。它直接接触被测液体，其作用是增加测量导管的耐腐蚀性，防止感应电势被金属测量导管管壁短路。衬里材料多为耐腐蚀、耐高温、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等。
转换器：由液体流动产生的感应电势信号十分微弱，受各种干扰因素的影响很大，转换器的作用就是将感应电势信号放大并转换成统一的标准信号并抑制主要的干扰信号。其任务是把电极检测到的感应电势信号Ex经放大转换成统一的标准直流信号。 1、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；
2、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低。对浆液测量有独特的适应性；
3、合理选择传感器衬里和电极材料，即具有良好的耐腐蚀和耐磨损性；
4、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、精确度高。流量范围度可达150：1；
5、转换器可与传感器组成一体型或分离型；
6、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；
7、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示正、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；
8、转换器采用表面安装技术(SMT)，具有自检和自诊断功能；
9、测量精度不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响，传感器感应电压信号与平均流速呈线性关系，因此测量精度高。
10、测量管道内无阻流件，因此没有附加的压力损失；测量管道内无可动部件，因此传感器寿命极长。
11、由于感应电压信号是在整个充满磁场的空间中形成的，是管道载面上的平均值，因此传感器所需的直管段较短，长度为5倍的管道直径。
12、转换器采用国际最新最先进的单片机（MCU）和表面贴装技术（SMT），性能可靠，精度高，功耗低，零点稳定，参数设定方便。点击中文显示LCD，显示累积流量，瞬时流量、流速、流量百分比等。
13、双向测量系统，可测正向流量、反向流量。采用特殊的生产工艺和优质材料，确保产品的性能在长时候内保持稳定。 按照外加磁场类型的不同，电磁流量计主要有直流式和感应式两种。直流式电磁流旱计（图2）的外加恒下磁场B垂直于管轴，C、D处装有两个电极，用来测量流体横越磁场时所感生的电动势U。流量Q可用下式求出：
式中A为管道横截面积；d为管道直径；k为修正系数，用来修正导出公式时未计及的因素（如流量计管道内的流速事实上并不均匀）的影响。在常的流量计中，k约为08，但对于特定尺寸、用于特定工况的电磁流量计，则要用容积法（一定时间内流过的容积）标定k值。磁场可由永久磁铁产生，磁铁材料一般是铝－镍－钴合金。流量大时，因管径较大，故采用无铁芯激磁绕组，通以它常直流电流来产生一个近似均匀的磁场。
感应式电磁流量计 在被测流体温度过高或对电极有强烈腐蚀作用等情况下，可采用感应式电磁流量计（图2）。A、B为匝数相等的两个交流激磁绕组（图中画的是截面），绕组之间是串联的，但各自的电流方向相反。当流体静止时，通过感应线圈C的合成磁通为零，故线圈中没有感生的交变电动势。流体流动时感应线圈中就产生交变电动势，其大小与流速成正比。基于这一原理，还有很多改型方案。例如用一个激磁绕组，而在它的对称的两侧各安置一方向相反的感应线圈并串联起来（图3）流体流动时，磁力线向流动方向移动，使两边感应线圈中的大吃一惊生电动势不为零，由此可间接表示出流量的大小。
电磁流量计的管道内没有其他部件，所以除用于测量导电流体的流量外，还可用于测量各种粘度的不导电液体（其中加入易电离物质）的流量。在核能工业中经常使用电磁流量计。
电磁流量计就显示方式分为：分体型电磁流量计，一体型电磁流量计。系列公称通径DN15～DN3000。
分体型电磁流量计是一种根据法拉第电磁感应定律来测量管内导电介质体积流量的感应式仪表，采用单片机嵌入式技术，实现数字励磁，同时在电磁流量计上采用CAN现场总线，属国内首创，技术达到国内领先水平。
分体型电磁流量计在满足现场显示的同时，还可以输出4～20mA电流信号供记录、调节和控制用，现已广泛地应用于化工、环保、冶金、医药、造纸、给排水等工业技术和管理部门。
分体型电磁流量计除可测量一般导电液体的流量外，还可测量液固两相流，高粘度液流及盐类、强酸、强碱液体的体积流量。
一体型电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制定，用来测量导电流体的体积流量。由于独特的特点已广泛地应用于工业上各种导电液体的测量。主要用于化工、造纸、食品、纺织、冶金、环保、给排水等行业，与计算机配套可实现系统控制。
1．电磁流量计没有可动部件，也没有阻流件，不会引起压力损失，同时也不会引起磨损，阻塞等问题。
2．电磁流量计是一体积流量测量仪表，在测量过程中不受被测介质的温度、粘度、密度以及导电率（在一定范围内）的影响。
3．电磁流量计的量程范围宽，可达1：100。此外，电磁流量计只与被测介质的平均流速成正比，而与轴对称的流动状态（层流或紊流）无关。
4．电磁流量计无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，而且线性好，因此可以将测量信号直接用转换器线性的转换成标准信号输出。LD-T型可就地指示，LD型可远距离传送。 口径与量程的选择
变送器口径通常选用与管道系统和同的口径。如果份道系统有待设计，则可根据流母范围和流速来选择口径。对于电磁流量计来说，流速以2-4m/s较为适宜。在特殊情况下 如液体中带有固体颗粒，考虑到磨损的情况，可选常用流速≤3m/s,对于易附管壁的流体，可选用流速≤2m/s,流速确定以后，可根据
来确定变送器口径。
变送器的量程可以根据两条原则来选择:一是仪表满量程大于预计的最大流最值，二是正常流址大于仪表满量程的50%，以保证一定的测量精度。
衬里选择
电磁流量计内衬材料正确选用方法
应根据被测介质的腐蚀性，磨损性和温度来选择内衬材料：
一、天然橡胶（软橡胶）
1、较好的d性，耐磨性和扯断力
2、耐一般的弱酸、弱碱的腐蚀
3、 测水、污水
二、耐酸橡胶（硬橡胶）
可耐常温下的盐酸、醋酸、草酸、氨水、磷酸及50%的硫酸、氢氧化钠、氢氧化钾的腐蚀，但不耐强氧化剂的腐蚀
测一般的酸、碱、盐溶液
三、氯丁橡胶（Neoprene）
1、极好的d性，高度的扯断力，耐磨性能好
2、耐一般低浓度的酸碱、盐溶液的腐蚀，但不耐氧化性介质的腐
<80℃；
测水、污水、泥浆和矿浆
四、聚胺脂橡胶（Polyurethane）
1、极好的耐磨性能
2、耐酸、碱性能差
<40℃
测中性强磨损的煤浆、泥浆和矿浆
五、聚四氟乙烯（PTFE）
1、耐沸腾的盐酸、硫酸、硝酸、王水、浓碱和各种有机溶剂
2、耐磨性能好，粘接性能差
-80～+180℃；
测浓度、浓碱强腐蚀性溶液及卫生类介质
应用现场选型
1了解工艺参数
（1）了解被测液体名称（由用户提供）
（2）了解被测液体的最大流量、常用流量、最小流量（由用户提供）
（3）了解工艺管径（由用户提供）
（4）了解介质温度（由用户提供）
（5）了解介质压力（由用户提供）
（6）了解被测流体的电导率（由用户提供）
（7）了解是否有负压情况存在（由用户提供）
2．初步选型
（1） 根据了解到的被测介质的名称和性质，确定是否采用电磁流量计（由业务员确定）
注意：电磁流量计只能测量导电液体流量，而气体、油类和绝大多数有机物液体不在一般导电液体之例
（2）根据了解到的被介质性质，确定电极材料
注意；公司一般提供不锈钢、哈氏、钛和钽等四种电极，选用哪种电极应根据介质性质查相关资料手册
（2）根据了解到的介质温度确定采用橡胶还是四氟内衬（由营销员确定）
注意：橡胶耐温不得超过80C；
四氟耐温150C，瞬间可耐180C；
城市污水一般可采用橡胶内衬和不锈钢电极
（3）根据了解到的介质压力，选择表体法兰规格（由营销员确定）
注意：电磁法兰规格通常为当口径由DN10－250时，法兰额定压力≤16Mpa；
当口径由DN250－1000时，法兰额定压力≤10Mpa；
当介质实际压力高于上述管径－压力对应范围时，为特殊订货，但最高压力不得超过64Mpa
（4）确定介质的电导率
注意：（1）电磁流量计的电导率不得低于5uS/cm
（2）自来水的电导率约为几十到上百个uS/cm，一般锅炉软水（去离子水）导电，纯水（高度蒸馏水）不导电
（3）气体、油和绝大多数有机物液体的电导率远低于5uS/cm，不导电。
3．了解用户要求
（1）了解是组合式就地显示还是分体式远传显示（由用户提供）
注意：当为分体远传显示时请了解最大距离，分离最大距离为100米
（2）了解是否需要其它附加功能（由用户提供）
注意：1、电磁流量计本身带有上下限流量报警、频率和电流输出功能，无须另外特殊订货
2、电磁流量计外壳密封防护等级有IP65和IP68两种，当选择潜水型IP68时属于特殊订货
3、当电磁流量计要和计算机连接时，需增加RS－485通讯口，属于特殊订货
4．选型：通过上述步骤后，可最后确定电磁流量计型号规格。 电磁流量计有两个运行状态：自动测量状态和参数设置状态。仪表通电时，自动进入测量状态。在自动测量状态下，电磁流量计自动完成各测量功能并显示相应的测量数据。在参数设置状态下，用户使用四个面板键，完成仪表参数设置。1、按键功能
11自动测量状态下键功能下键：循环选择屏幕下行显示内容；上键：循环选择屏幕上行显示内容；复合键+确认键：进入参数设置状态；确认键：返回自动测量状态；测量状态下，LCD显示器对比度的调节：小液晶是通过“复合键+上键”或“复合键+下键”按数秒钟；大液晶是通过调节大液晶背面的电位器来实现。12参数设置状态下键功能下键：光标处数字减1；上键：光标处数字加1；复合键+下键：光标左移；复合键+上键：光标右移；确认键：进入/退出子菜单；确认键：在任意状态下，连续按下两秒钟，返回自动测量状态。注：1使用“复合键”时，应先按下复合键再同时按住上“上键”或“下键”2在参数设置状态下，3分钟内没有按键 *** 作，仪表自动返回测量状态。3流量零点修正的流向选择，可将光标移至最左面的“+”或“—”用“上键”或“下键”切换使之与实际流向相反。4流量的单位选择，可将光标移至“流量量程设置”菜单的原显示的流量单位下，然后用“上键”或“下键”切换使之符合需要。2、参数设置功能键 *** 作要进行电磁流量计参数设定或修改，必须使流量计从测量状态进入参数设置状态。在测量状态下，按“复合键+确认键”出现状态转换密码（0000），根据保密级别，按厂家提供的密码对应修改。再按“复合键+确认键”后，则进入需要的参数设置状态。
智能型电磁流量计传感器在工艺管道上的安装
1智能型电磁流量计测堵管在任何时刻必须完全注满介质，不能在不满管或空管的情况下正常工作。在介质不满管时，可采用抬高流量计后端出水管高度的方法使介质满管，避免不满管及气体附着在电极上。
2管道内有真空会损坏流量计的内衬，需特别注意。3流动的正方向应与流量计上箭头所指的正方向一致。4智能型电磁流量计即可在直管道上安装，也可以在水平或倾斜管道上安装，但要求二电极的中心连线处于水平状态。5对于液、固两相流体，最好采用垂直安装，使被测介质自上而下流动，可使流量计衬里磨损均匀，延长使用寿命。6流量计在管道法兰附近确保有足够的空间，以便安装和维护。7若测量管道有振动，在流量计的两侧应有固定的支座。8测量介质为重污染液体的，在旁路管道安装流量计本体，不中断工艺运行，即可排空与清流。9安装聚四氟乙烯内衬的流量计时，连接法兰的螺栓应注意均匀拧紧，否则容易压坏聚四氟乙烯内衬，最好用力矩扳手。

●公称通径系列DN(mm)
管道式四氟衬里：
10,15,20,25,32,40,50,65,80,100,125
150,200,250,300,350,400450,500,600
管道式橡胶衬里：
40，50，65，80，100，125，150，200，300
350，400，500，600，800，1000，1200
注：特殊规格可以定制
● 流动方向
正，反，净流量，
量程比：150：1
重复性误差：测量值的±01%
● 精度等级：管道式：05级，10级
● 被测介质温度：
普通橡胶衬里：-20~+60℃
高温橡胶衬里：-20~+90℃
聚四氟乙烯衬里：-30~+100℃
高温型乙烯衬里：-30~+180℃
● 额定工作压力：
管道式：DN10—DN65：≤25Mpa, DN80—DN150：≤16Mpa,
DN200—DN1200：≤10Mpa
● 流量测量范围：
流量测量范围对流速度范围是03—15m/s
● 电导率范围：
被测流体电导率≥5μs/cm
大多数以水为成份的介质，其导电率在200-800μs/cm范围内，均可选用电磁流量；
● 输出电流及负载电阻：
4~20mA全隔离负载电阻＜750欧姆脉冲频率0-1KHZ光电隔离OCT外接电源≤35V
导通时 集电极最大电流为25mA
● 电极材料：
含钼不锈刚、钛（Ti）、钽（Ta）、哈氏合金（H）、铂（Pt）或其他特殊电极材料
● 防护等级： 潜水型： IP68，其他型 IP65
● 供电电源：
85~265V， 45~63HZ
● 直管段长度：
管道式：上游≥5DN，下游≥2DN
● 连接方式：
流量计与配管之间均采用法兰连接，法兰连接尺寸应符合GB9119-88的规定。
● 防暴标志：mdllBT4
● 环境温度： -25℃~+60℃
● 相对温度：5%~95%
● 消耗总功率：小于20W

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