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存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)誤差產(chǎn)生的原因分析及預(yù)防辦法

點(diǎn)擊次數(shù):1978 發(fā)布時(shí)間:2021-09-06 08:01:03
地下水流量計(jì)目前在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用相當(dāng)普遍,對(duì)于地下水流量計(jì)的正確的使用方法卻并未得到應(yīng)有的重視,由于未按規(guī)范的操作規(guī)程進(jìn)行,導(dǎo)致產(chǎn)生許多測(cè)量中的誤差情況常有發(fā)生。本文對(duì)存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)由于系統(tǒng)介質(zhì)、管路內(nèi)徑、模擬井管路長(zhǎng)度、管路彎道角度的影響產(chǎn)生的測(cè)量誤差進(jìn)行分析研究,以實(shí)現(xiàn)提高存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)在標(biāo)檢過(guò)程中的精度。地下水流量計(jì)測(cè)量中的精度的降低涉及到多個(gè)方面,比如標(biāo)檢前排空不到位,介質(zhì)中仍存留氣泡,將直接影響地下水流量計(jì)的測(cè)試精度;穩(wěn)流段的長(zhǎng)度不標(biāo)準(zhǔn),也將影響測(cè)試精度;由于水中含有大量的落物,導(dǎo)致測(cè)試信號(hào)的散射,影響測(cè)試精度,因此要保證水質(zhì),定期清理水箱,避免有大的懸浮物。只有將所有可能產(chǎn)生影響精度的因素排除掉,才有可能使地下水流量計(jì)的測(cè)量保持在*佳的工作狀態(tài),無(wú)論是對(duì)于提高生產(chǎn)效率,延長(zhǎng)儀表使用壽命都是非常禆益的。

1、工作原理
存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)的工作原理是采用法拉*電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量的測(cè)量,通過(guò)鋼絲將存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)下到目的層,電池組為儀器提供工作電源,存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)記錄并存儲(chǔ)數(shù)據(jù),取出儀器后,用數(shù)據(jù)線連接電腦(數(shù)據(jù)回放儀)回放數(shù)據(jù)。
其中電路原理見(jiàn)圖1,由磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)電路、壓力、流量放大、壓力、溫度、流量A/D轉(zhuǎn)換電路、井下微處理機(jī)及存儲(chǔ)電路組成。
2、誤差來(lái)源
(1)介質(zhì)中雜質(zhì)的影響。存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)是在檢定室內(nèi)的流量模擬系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱流標(biāo))中標(biāo)定和檢定的。采用的介質(zhì)是清水,介質(zhì)需要提前儲(chǔ)存到水箱中,以清除介質(zhì)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(zhǎng)期多次循環(huán)使用,井筒內(nèi)的介質(zhì)中會(huì)含有大量的油污、泥砂、氣泡等雜質(zhì)。存儲(chǔ)式地下水流量計(jì)的磁激勵(lì)線圈發(fā)出信號(hào)后,信號(hào)經(jīng)過(guò)流體傳播,由于有雜質(zhì)和氣泡的影響,信號(hào)強(qiáng)度不斷減小,并且強(qiáng)度也不穩(wěn)定。這些雜質(zhì)的存在會(huì)對(duì)電磁信號(hào)的傳播產(chǎn)生散射,影響電磁信號(hào)的傳播速度,當(dāng)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(hào)的過(guò)量衰減時(shí)(除正常的擴(kuò)散損失外),也可能產(chǎn)生流速測(cè)量誤差。而且,電磁信號(hào)可能由于碎片過(guò)多而失真。
(2)井筒半徑測(cè)量誤差。檢定過(guò)程中模擬井井筒的半徑測(cè)量誤差在流量中表現(xiàn)出來(lái),因?yàn)榘霃绞菆A管積分中的一項(xiàng)。為了*大限度地減小這一誤差,應(yīng)用高精度的測(cè)量?jī)x器在若干位置測(cè)量其半徑,然后將其平均以補(bǔ)償管的圓度。由于本文所述流量計(jì)是工作在模擬井內(nèi),測(cè)量模擬井的井筒內(nèi)徑顯然是不現(xiàn)實(shí)的,職能根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模擬井的內(nèi)徑來(lái)計(jì)算。
(3)管路的長(zhǎng)度。模擬井管路長(zhǎng)度的測(cè)量誤差將在流速中表現(xiàn)出來(lái),因?yàn)檫@兩個(gè)參數(shù)是成正比的。如用鋼卷尺、測(cè)徑儀或毫米尺測(cè)量距離,這一誤差通常可保持在0.1%以下。地下水流量計(jì)在模擬井中進(jìn)行檢定時(shí),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(zhǎng)度和出口長(zhǎng)度均有嚴(yán)格的規(guī)定,入口長(zhǎng)度應(yīng)為管徑的5倍,出口長(zhǎng)度應(yīng)為管徑的10倍。由于儀器長(zhǎng)短不同,入口長(zhǎng)度固定不變,但出口長(zhǎng)度會(huì)有變化,因此也會(huì)給儀器測(cè)量帶來(lái)誤差。
(4)管路的角度。管路彎道角度的測(cè)量誤差將在流速中表現(xiàn)出來(lái),因?yàn)榱魉倥c聲路角的余弦成反比。聲路角度的測(cè)量誤差可直接轉(zhuǎn)換成流速誤差,為了將這一誤差減小到*低限度,應(yīng)使用高精度的角度測(cè)量?jī)x器,使聲路角的測(cè)量誤差可以很小。
(5)非液體的傳播延時(shí)。除運(yùn)動(dòng)流體之外,其余部分的傳播時(shí)間會(huì)引起流速誤差。這包括檢測(cè)電路延時(shí),與傳感器有關(guān)的電磁信號(hào)的延時(shí),以及當(dāng)傳感器與運(yùn)動(dòng)流體分離時(shí)的靜態(tài)延時(shí),都會(huì)產(chǎn)生流速測(cè)量誤差。檢定中用于控制傳播時(shí)間計(jì)數(shù)器的晶振抖動(dòng)和漂移也會(huì)產(chǎn)生流速測(cè)量誤差。
(6)標(biāo)定系統(tǒng)誤差。對(duì)于一支量程為500m3/d的地下水流量計(jì),其標(biāo)稱誤差是2.0%。如果儀器在檢定時(shí)的結(jié)果超過(guò)這個(gè)范圍,就應(yīng)該重新標(biāo)定該儀器。而對(duì)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(yīng)定律來(lái)測(cè)量流量,即相位差越小,流量計(jì)的流量也越小,反之越小的流量測(cè)量誤差也就越大,所以設(shè)置流量點(diǎn)時(shí)*小的流量應(yīng)不低于30m3/d。
3、結(jié)論
(1)地下水流量計(jì)的電*和傳感器在標(biāo)檢前一定要擦洗干凈,否則會(huì)影響測(cè)試精度。甚至有些污物會(huì)直接附著在電*上,使其不能發(fā)射和接收信號(hào),造成測(cè)試失敗。
(2)標(biāo)檢前排空不到位,介質(zhì)中仍存留氣泡,將直接影響地下水流量計(jì)的測(cè)試精度。
(3)穩(wěn)流段的長(zhǎng)度不標(biāo)準(zhǔn),也將影響測(cè)試精度。
(4)由于水中含有大量的落物,導(dǎo)致地下水流量計(jì)信號(hào)的散射,影響測(cè)試精度,因此要保證水質(zhì),定期清理水箱,避免有大的懸浮物。

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