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：1583 發布時間：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，由于未按規范的操作規程進行，導致產生許多測量中的誤差情況常有發生。本文對存儲式地下水流量計由于系統介質、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最佳的工作狀態，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第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據，取出儀器后，用數據線連接電腦（數據回放儀）回放數據。
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（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，使儀器能夠穩定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環使用，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，當電極表面磨損，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出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了最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出來，因為這兩個參數是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通?？杀３衷?.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最低限度，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器的晶振抖動和漂移也會產生流速測量誤差。
（6）標定系統誤差。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%的概率是最高的。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，所以設置流量點時最小的流量應不低于30m3/d。
3、結論
（1）地下水流量計的電極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極上，使其不能發射和接收信號，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第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據，取出儀器后，用數據線連接電腦（數據回放儀）回放數據。
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（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，使儀器能夠穩定地固定在井筒管道的中央位置。但是由于長期多次循環使用，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，當電極表面磨損，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出來，因為半徑是圓管積分中的一項。為了最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出來，因為這兩個參數是成正比的。如用鋼卷尺、測徑儀或毫米尺測量距離，這一誤差通?？杀３衷?.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最低限度，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器的晶振抖動和漂移也會產生流速測量誤差。
（6）標定系統誤差。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%的概率是最高的。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，所以設置流量點時最小的流量應不低于30m3/d。
3、結論
（1）地下水流量計的電極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極上，使其不能發射和接收信號，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。