存儲式地下水流量計誤差產生的原因分析及預防辦法
點擊次數(shù)：1773 發(fā)布時間：2021-09-06 08:01:03
地下水流量計目前在生產生活中的應用相當普遍，對于地下水流量計的正確的使用方法卻并未得到應有的重視，由于未按規(guī)范的操作規(guī)程進行，導致產生許多測量中的誤差情況常有發(fā)生。本文對存儲式地下水流量計由于系統(tǒng)介質、管路內徑、模擬井管路長度、管路彎道角度的影響產生的測量誤差進行分析研究，以實現(xiàn)提高存儲式地下水流量計在標檢過程中的精度。地下水流量計測量中的精度的降低涉及到多個方面，比如標檢前排空不到位，介質中仍存留氣泡，將直接影響地下水流量計的測試精度；穩(wěn)流段的長度不標準，也將影響測試精度；由于水中含有大量的落物，導致測試信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。只有將所有可能產生影響精度的因素排除掉，才有可能使地下水流量計的測量保持在*佳的工作狀態(tài)，無論是對于提高生產效率，延長儀表使用壽命都是非常禆益的。
1、工作原理
存儲式地下水流量計的工作原理是采用法拉*電磁感應定律進行流量的測量，通過鋼絲將存儲式地下水流量計下到目的層，電池組為儀器提供工作電源，存儲式地下水流量計記錄并存儲數(shù)據，取出儀器后，用數(shù)據線連接電腦（數(shù)據回放儀）回放數(shù)據。
其中電路原理見圖1，由磁場驅動電路、壓力、流量放大、壓力、溫度、流量A/D轉換電路、井下微處理機及存儲電路組成。
2、誤差來源
（1）介質中雜質的影響。存儲式地下水流量計是在檢定室內的流量模擬系統(tǒng)（簡稱流標）中標定和檢定的。采用的介質是清水，介質需要提前儲存到水箱中，以清除介質中的氣泡。然后在儀器上、下兩端分別接上、下扶正器，使儀器能夠穩(wěn)定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環(huán)使用，井筒內的介質中會含有大量的油污、泥砂、氣泡等雜質。存儲式地下水流量計的磁激勵線圈發(fā)出信號后，信號經過流體傳播，由于有雜質和氣泡的影響，信號強度不斷減小，并且強度也不穩(wěn)定。這些雜質的存在會對電磁信號的傳播產生散射，影響電磁信號的傳播速度，當電*表面磨損，以及儀器中夾帶泥砂、氣泡、油污、水生物或碎片堆積而引起信號的過量衰減時（除正常的擴散損失外），也可能產生流速測量誤差。而且，電磁信號可能由于碎片過多而失真。
（2）井筒半徑測量誤差。檢定過程中模擬井井筒的半徑測量誤差在流量中表現(xiàn)出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了*大限度地減小這一誤差，應用高精度的測量儀器在若干位置測量其半徑，然后將其平均以補償管的圓度。由于本文所述流量計是工作在模擬井內，測量模擬井的井筒內徑顯然是不現(xiàn)實的，職能根據標準模擬井的內徑來計算。
（3）管路的長度。模擬井管路長度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為這兩個參數(shù)是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通常可保持在0.1%以下。地下水流量計在模擬井中進行檢定時，儀器在軟連接的作用下被固定在井筒的某一位置，管路的入口長度和出口長度均有嚴格的規(guī)定，入口長度應為管徑的5倍，出口長度應為管徑的10倍。由于儀器長短不同，入口長度固定不變，但出口長度會有變化，因此也會給儀器測量帶來誤差。
（4）管路的角度。管路彎道角度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為流速與聲路角的余弦成反比。聲路角度的測量誤差可直接轉換成流速誤差，為了將這一誤差減小到*低限度，應使用高精度的角度測量儀器，使聲路角的測量誤差可以很小。
（5）非液體的傳播延時。除運動流體之外，其余部分的傳播時間會引起流速誤差。這包括檢測電路延時，與傳感器有關的電磁信號的延時，以及當傳感器與運動流體分離時的靜態(tài)延時，都會產生流速測量誤差。檢定中用于控制傳播時間計數(shù)器的晶振抖動和漂移也會產生流速測量誤差。
（6）標定系統(tǒng)誤差。對于一支量程為500m3/d的地下水流量計，其標稱誤差是2.0%。如果儀器在檢定時的結果超過這個范圍，就應該重新標定該儀器。而對于一支合格的儀器，它的精度在1%-2%的概率是*高的。電磁的工作原理是電磁感應定律來測量流量，即相位差越小，流量計的流量也越小，反之越小的流量測量誤差也就越大，所以設置流量點時*小的流量應不低于30m3/d。
3、結論
（1）地下水流量計的電*和傳感器在標檢前一定要擦洗干凈，否則會影響測試精度。甚至有些污物會直接附著在電*上，使其不能發(fā)射和接收信號，造成測試失敗。
（2）標檢前排空不到位，介質中仍存留氣泡，將直接影響地下水流量計的測試精度。
（3）穩(wěn)流段的長度不標準，也將影響測試精度。
（4）由于水中含有大量的落物，導致地下水流量計信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。
1、工作原理
存儲式地下水流量計的工作原理是采用法拉*電磁感應定律進行流量的測量，通過鋼絲將存儲式地下水流量計下到目的層，電池組為儀器提供工作電源，存儲式地下水流量計記錄并存儲數(shù)據，取出儀器后，用數(shù)據線連接電腦（數(shù)據回放儀）回放數(shù)據。
其中電路原理見圖1，由磁場驅動電路、壓力、流量放大、壓力、溫度、流量A/D轉換電路、井下微處理機及存儲電路組成。
2、誤差來源
（1）介質中雜質的影響。存儲式地下水流量計是在檢定室內的流量模擬系統(tǒng)（簡稱流標）中標定和檢定的。采用的介質是清水，介質需要提前儲存到水箱中，以清除介質中的氣泡。然后在儀器上、下兩端分別接上、下扶正器，使儀器能夠穩(wěn)定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環(huán)使用，井筒內的介質中會含有大量的油污、泥砂、氣泡等雜質。存儲式地下水流量計的磁激勵線圈發(fā)出信號后，信號經過流體傳播，由于有雜質和氣泡的影響，信號強度不斷減小，并且強度也不穩(wěn)定。這些雜質的存在會對電磁信號的傳播產生散射，影響電磁信號的傳播速度，當電*表面磨損，以及儀器中夾帶泥砂、氣泡、油污、水生物或碎片堆積而引起信號的過量衰減時（除正常的擴散損失外），也可能產生流速測量誤差。而且，電磁信號可能由于碎片過多而失真。
（2）井筒半徑測量誤差。檢定過程中模擬井井筒的半徑測量誤差在流量中表現(xiàn)出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了*大限度地減小這一誤差，應用高精度的測量儀器在若干位置測量其半徑，然后將其平均以補償管的圓度。由于本文所述流量計是工作在模擬井內，測量模擬井的井筒內徑顯然是不現(xiàn)實的，職能根據標準模擬井的內徑來計算。
（3）管路的長度。模擬井管路長度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為這兩個參數(shù)是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通常可保持在0.1%以下。地下水流量計在模擬井中進行檢定時，儀器在軟連接的作用下被固定在井筒的某一位置，管路的入口長度和出口長度均有嚴格的規(guī)定，入口長度應為管徑的5倍，出口長度應為管徑的10倍。由于儀器長短不同，入口長度固定不變，但出口長度會有變化，因此也會給儀器測量帶來誤差。
（4）管路的角度。管路彎道角度的測量誤差將在流速中表現(xiàn)出來，因為流速與聲路角的余弦成反比。聲路角度的測量誤差可直接轉換成流速誤差，為了將這一誤差減小到*低限度，應使用高精度的角度測量儀器，使聲路角的測量誤差可以很小。
（5）非液體的傳播延時。除運動流體之外，其余部分的傳播時間會引起流速誤差。這包括檢測電路延時，與傳感器有關的電磁信號的延時，以及當傳感器與運動流體分離時的靜態(tài)延時，都會產生流速測量誤差。檢定中用于控制傳播時間計數(shù)器的晶振抖動和漂移也會產生流速測量誤差。
（6）標定系統(tǒng)誤差。對于一支量程為500m3/d的地下水流量計，其標稱誤差是2.0%。如果儀器在檢定時的結果超過這個范圍，就應該重新標定該儀器。而對于一支合格的儀器，它的精度在1%-2%的概率是*高的。電磁的工作原理是電磁感應定律來測量流量，即相位差越小，流量計的流量也越小，反之越小的流量測量誤差也就越大，所以設置流量點時*小的流量應不低于30m3/d。
3、結論
（1）地下水流量計的電*和傳感器在標檢前一定要擦洗干凈，否則會影響測試精度。甚至有些污物會直接附著在電*上，使其不能發(fā)射和接收信號，造成測試失敗。
（2）標檢前排空不到位，介質中仍存留氣泡，將直接影響地下水流量計的測試精度。
（3）穩(wěn)流段的長度不標準，也將影響測試精度。
（4）由于水中含有大量的落物，導致地下水流量計信號的散射，影響測試精度，因此要保證水質，定期清理水箱，避免有大的懸浮物。