電磁流量計測量既不受溫度和壓力等外部因素影響，也不受流體密度和粘度等流體本身特性影響；由于其內(nèi)部光滑，無阻流元件，所以不對流體產(chǎn)生阻力，也就不會產(chǎn)生壓力損失，因此，在流速、流量生產(chǎn)測量中得到廣泛的應(yīng)用。
近年來電磁流量計已開始應(yīng)用于兩相流以及多相流流體測量中，特別在高含水的油田注水井、注聚井的注入剖面測井中應(yīng)用更為廣泛。從目前傳統(tǒng)電磁流量計的應(yīng)用情況來看，電磁流量計在測量高含水油水兩相流時，由于其非導(dǎo)電物質(zhì)（油水兩相流中為油相）含量低，對測量結(jié)果影響較小，測量結(jié)果較為準(zhǔn)確；當(dāng)電磁流量計測量非高含水油水兩相流時，由于其非導(dǎo)電物質(zhì)含量高，對測量結(jié)果影響較大，測量結(jié)果誤差較大。對此，研制開發(fā)電磁相關(guān)法流量計傳感器用于測量含非導(dǎo)電物質(zhì)的兩相或多相流體的流量測量具有重要的意義并能滿足實際應(yīng)用需求。
創(chuàng)意無極限，儀表大發(fā)明。針對上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)之缺陷，今天【儀表大發(fā)明】為大家介紹一個獲國家授權(quán)的發(fā)明——電磁相關(guān)法流量計傳感器。
該電磁相關(guān)法流量計傳感器由燕山大學(xué)發(fā)明，并于2014年8月6日獲國家授權(quán)公告。這種傳感器其技術(shù)方案的要點是，它包括兩對測量電極組件、一對勵磁結(jié)構(gòu)組件、一對帶孔的固定架板和勵磁結(jié)構(gòu)安裝器件；測量電極組件包括檢測電極、絕緣套、墊片和螺母，兩對檢測電極不在測量管同一徑向截面，而是位于測量管同一軸向截面且相距一定距離；勵磁結(jié)構(gòu)組件是由勵磁線圈、勵磁線圈卡槽和磁芯構(gòu)成，勵磁結(jié)構(gòu)組件在測量管的軸向長度比徑向長度長，使得兩對檢測電極位于勵磁結(jié)構(gòu)組件產(chǎn)生的磁場中。本發(fā)明涉及的電磁相關(guān)法流量計傳感器測量工藝簡單、能連續(xù)測量，制造成本低、體積小、重量輕，流量測量范圍寬、測量準(zhǔn)確，可在線測量的兩相流或多相流流量。
所述的測量電極組件包括檢測電極、絕緣套、墊片和螺母，兩對檢測電極分別穿過測量管道的襯里、測量管管壁，用墊片、螺母固定在測量管道的兩側(cè)，檢測電極與測量管道之間由絕緣套密封隔離。兩對檢測電極不在測量管同一徑向截面，而是位于測量管同一軸向截面且相距一定距離，安置在與磁場方向成90度角測量管直徑兩端。
所述的勵磁結(jié)構(gòu)組件是由勵磁線圈、勵磁線圈卡槽和磁芯構(gòu)成，磁芯嵌在整個勵磁線圈卡槽結(jié)構(gòu)內(nèi)，勵磁線圈卡槽的線圈槽向外，勵磁線圈繞置于勵磁線圈卡槽的線圈槽中，（傳感器的）勵磁結(jié)構(gòu)組件在測量管的軸向長度比徑向長度長，使得兩對檢測電極位于勵磁結(jié)構(gòu)組件產(chǎn)生的磁場中。
此發(fā)明提出的電磁相關(guān)法流量計傳感器，其設(shè)計結(jié)構(gòu)改變了傳統(tǒng)的電磁流量計傳感器，將一對檢測電極變?yōu)閮蓪z測電極，且檢測電極的增加不是在測量管同一徑向截面，而是在測量管同一軸向截面上；兩對檢測電極同處于一勵磁線圈產(chǎn)生的較均勻的磁場中；兩對電極檢測信號是利用法拉第電磁感應(yīng)定律獲取的；流量測量是基于檢測信號相關(guān)法計算的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的。
此發(fā)明的電磁相關(guān)法流量計傳感器，其測量原理是：在流體通過的管道相隔L的適當(dāng)距離上，安裝有兩對結(jié)構(gòu)相同的檢測電極，分別稱為上游電極和下游電極。從上、下游兩對電極上提取能反應(yīng)被測流體流動狀況的測量信號x(t)和y(t)。此兩路測量信號是在同一勵磁線圈產(chǎn)生的較均勻磁場同一測量管道相距L處獲取的，該兩路檢測信號具有相關(guān)性，所以可對測量信號x(t)和y(t)作互相關(guān)運算，互相關(guān)函數(shù)如式（1）所示：
相關(guān)流速結(jié)合流體管道截面面積以及時間等即可計算出被測流體的流量。
從相關(guān)法流量測量原理可知，當(dāng)流體中含有水相以及其它非導(dǎo)電物質(zhì)時（例如油水兩相流或者油氣水多相流時），兩相與多相流流體中存在的非導(dǎo)體對測量信號造成的波動性在電磁相關(guān)法流量計流量測量中并不存在明顯的影響，因此電磁相關(guān)法流量計可以測量含有非導(dǎo)電物質(zhì)的兩相流或多相流流量。電磁相關(guān)法流量計是一種具有創(chuàng)新性的流量測量儀器儀表，在實際應(yīng)用中不僅可以測量非導(dǎo)電物質(zhì)含量較低的兩相流或多相流流量，而且可以測量非導(dǎo)電物質(zhì)含量較高的兩相流或多相流流量。
由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的電磁相關(guān)法流量計傳感器具有這樣的有益效果，測量工藝簡單、能連續(xù)測量，制造成本低、體積小、重量輕，流量測量范圍寬、測量準(zhǔn)確，可在線測量兩相流或多相流流量。本發(fā)明與現(xiàn)有傳統(tǒng)擁有一對測量信號電極的電磁流量計相比：改裝了流量計傳感器電極對數(shù)量，同時也增加了勵磁結(jié)構(gòu)組件在軸向上的長度，采用相關(guān)法計算流量值，與傳統(tǒng)電磁流量計相比增大了兩相流或多相流流量測量流體中非導(dǎo)電物質(zhì)含量比率的測量范圍。
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