地面分层注水井口注水量智能控制关键技术

以某石油企业的地面分层注水井口的控制系统为研究对象,开展对地面分层注水井口智能控制关键技术的研究。结合先进传感器,PLC,DTU,PID控制,MODBUS通信协议设计了一套智能控制系统,对该系统的硬件系统、软件系统和远程监控及传输系统进行设计,以此实现对注水量的智能控制并实现各注水参数的远程监控及传输。对在油藏开发应用广泛的超声波流量计传感器安装位置进行优化分析,结果表明:传感器的最小安装高度为传感器所在直管段直径的11倍。提出将PID智能控制策略应用于分层注水,并在地面分层注水井口智能控制系统试验平台上进行智能控制注水试验,确认经过短时间的智能控制后,各层实际流量值均可被调整达到预设值,且误差极小,达到精确控制注水效果。

超声水表新技术的研究与探索

超声水表正在大面积进入供水计量领域,如何进一步提高超声水表的性能水平至关重要。提出了由组合式(阵列式)换能器组成的对射式声道结构方案,包括计时芯片筛选、分挡与配对方案以及水表测量管关键几何尺寸的自诊断与自修正方法,旨在提升超声水表的测量稳定性和可靠性。

小口径超声水表安装方式对测量准确度的影响

水表的测量准确度直接影响供水企业和用户的经济效益,其中水表的安装方式是影响计量准确性的因素之一。本文从超声水表的计量原理出发,采用实验与流场仿真,对水表水平安装与不同安装方式下的数据进行对比,分析水表计量误差发生的变化,从而验证了超声水表相较于传统的机械水表而言可以进行多角度的安装。

校准水流量计在线比对测试技术研究

水流量计在测试过程中通常采用一表一侧的单一性现场测试方式,存在检测效率低下、现场校验精确性不高等问题。因此,为实现其在线校验和远程监控,本文提出一种基于虚拟仪器技术的移动式水流量计在线校准系统,并进行实验验证。试验表明:该系统可将校准精度提高至96%,且稳定性提高了23%,可为后续研究奠定技术基础。

气液两相流状态下户用超声波水表机理分析

选取一定数量户用超声波水表开展气液两相流流量计量试验,并从不同角度分析试验结果产生的原因。

超声波水表校正转发系统的设计与实现

在高精度超声波水表研制成功后,单个水表系统误差的差异性导致超声波水表量产时需要再次校表才能达到需要的测量精度,但是校表时需要解决检测台上的水表与校正软件系统的校正数据通讯问题。该文利用AS12-TTL模块进行无线通讯,结合MSP430F149单片机芯片,实现表体计量校正数据与上位机上的校准软件通讯,从而达到量产水表的目的,同时也减小有线传输带来的布线麻烦。经现场测试应用表明,该系统性能稳定,安装使用方便。

超声波水表检定结果及不确定度评定

大口径超声波水表利用超声波信号在顺流、逆流的水中传播的时间差,测量出水流的速度,积分出流经管道的水的流量,其内部无阻流器件,不会造成压力损失。此类流量计因始动流速低,量程比宽,广泛应用在城乡供水、农田园林灌溉、工业用水计量等方面。因此,超声水表计量失准在给供水企业和用户带来经济损失的同时会引发计量纠纷,保证此类计量器具精准运行和精准计量意义重大。本文针对SCL-61D2型超声水表建立测量模型,依据检定规程JJG 162-2019《饮用冷水水表》评定了此水表的示值误差。依据规程JJF1059.1-2012《测量不确定度评定与表示》和测量模型对检定过程中不确定度的主要来源进行了定性分析和定量计算。测量结果表明其示值误差符合规程要求,扩展不确定的评定为评价此检定过程提供了有益的参考。

基于超声技术检测煤泥水浓度的 设计及应用

在煤泥水回收利用处理过程中需要依据煤泥水的浓度来调整化学药剂的用量,而药剂量的使用对煤泥水的处理效果具有直接影响,从而影响整个工艺流程。因此,基于超声波衰减检测技术设计出了超声波在线浓度检测仪,利用超声波在线浓度检测仪对浓缩机的入料及底流的煤泥水浓度进行检测,进而更加科学合理地调控浓缩工艺中药剂的使用量,并在国能榆林能源郭家湾选煤厂进行了现场应用;应用结果表明,该浓度检测方案运转可靠,与人工检测的煤泥水浓度相比平均检测误差小于7.183 g/L,满足检测精度要求。

一种用于田间作物净灌溉用水量计量的超声波水表智能量测系统研究

为了精准量测典型田块作物的灌溉水量,需要设置计量设施,但由于末级渠道现场条件复杂,典型田块可能存在边界不清、形状不规则、与灌区面积不协调,以及种植作物、进水口不够单一等情况,即便选出了典型田块,但由于多为U形渠道,也不便于在末级渠道设置简易量水槛或采用标准断面量水。基于此,本文提出了一种在现场条件复杂的情况下在典型田块设置的超声波水表智能量测系统,该系统结构简单、便于维护,量测效果良好,适合复杂条件下的田间作物的灌溉用水计量。

超声水表声道布置与权重系数设置方法的讨论

多声道超声水表可以削弱由管道内流场畸变和管壁粗糙度变化给测量结果带来的影响。合理设置超声换能器在管道内的位置以及选择相应声道的权重系数,是保证多声道超声水表进行准确测量的重要设计工作。对多参数超声水表工作原理、计算公式、线-面平均流速之间关系以及校准方法等进行分析与梳理,以期为设计、制造、使用多参数超声水表的相关人员提供参考和帮助。

多种流量计在隧洞排水中的应用

某标段施工多条隧洞,且要求每条隧洞排水单独量测,前期采用“接管式”智能电磁流量计、“外夹式”超声波流量计、传统“三角”量水围堰监控量测隧洞排水量,均未满足相关要求,对排水计量造成较大影响。后通过对传统“三角(或矩形)”量水围堰配电感传感器及巴歇尔槽配明渠流量计方案的比选,最终选用后者,目前已成功运行1+a,量测结果获得参建各方一致认可,同时巴歇尔槽配流量计量测隧洞排水已在滇中引水工程多个标段推广应用。

单声道超声水表测量特性分段校正方法的研究

当管道内流体处于不同雷诺数测量条件时，超声水表的线平均流速vL与面平均流速vs之间存在着显著的非线性。根据管道内被测流体介质流动分布状态不同，提出了一种分段流量测量特性校正新方法，在其I临界处设立校正分界点，当层流时，采用常系数校正；湍流与过渡流时，分别采用拟合直线方程校正。经实验验证，该方法是可行的。

某水电站机组主轴密封供水中断原因分析及处理

水电站机组经常因主轴密封供水中断的假信号引发保护误动而造成机组的非计划停运,从而影响机组的稳定运行以及电网对电站的考核。以越南某水电站机组主轴密封供水系统为例,对引起主轴密封供水中断的主要因素展开了分析,同时,对两种不同类型流量计的现场实测结果进行了对比。结果表明,电磁流量计误报是引起水电站事故停机的直接原因,而水电站内的电磁干扰及震动等则是引起电磁流量计误报的主要因素。由分析及对比结果可以看出,电磁流量计对使用环境的要求较高,因此,不推荐将其用于环境较为恶劣,特别是主轴密封供水系统对可靠性要求较高的水电站中。

基于EEMD的改进小波阈值算法在超声水表中的应用

针对超声水表在实际工作环境中容易受到噪声干扰从而导致计量精度下降的问题,提出了基于集合经验模态分解(EEMD)的改进小波阈值降噪算法。为了提高降噪效果,对小波阈值降噪算法进行了改进,构造了非线性阈值函数取代传统阈值函数,同时给出了一种分解尺度选择的方法。利用EEMD将流速信号分解为一系列的本征模态函数,通过改进小波阈值降噪算法对本征模态函数进行降噪处理,去除其中的噪声分量,为了验证该算法的适用性,将其与小波阈值降噪算法和时空滤波分析方法进行了比较。试验结果表明,以超声水表流速信号为降噪对象时,基于EEMD的改进小波阈值降噪算法具有较好的降噪效果。

超声波流量计在泵站单位电量提水量率定中的应用实践

为了准确测算平原河网提水灌区的毛灌溉用水量和灌溉水有效利用系数,需要对灌溉泵站常水位下的单位电量提水量进行率定。采用超声波流量计测定水泵流量,同时观测水泵在同一时段内的用电量,通过计算水泵实际功率获得泵站单位电量的提水量。结果表明,水泵实测流量均小于额定流量,超声波流量计与断面流速法观测到的水泵流量接近,可以用于水泵流量的率定。超声波流量计快捷方便,具有一定精度,是泵站单位电量提水量率定的一种可行方法。

基于时差法的井下超声流量计设计

井下流量计是智能完井设备的重要组成部分。针对现有井下流量计在注水应用过程中存在的如测量精度低、量程比窄、探头长时间接触液体导致寿命降低等问题,基于时差法设计了新型外置式超声流量计。利用设计制作外置式超声流量计结构,并进行流量测试,结果显示测量精度高于1.5%,同时具备高可靠性,为新一代智能注水、智能完井技术的改进提供了思路。

SCL-61D超声水表与ModBus协议转换器的设计

选煤厂药剂流量检测过程中,基于ModBus协议的可编程序控制器(以下称PLC)无法准确读取BCD码格式的SCL-61D超声水表流量数据,对此通过对ModBus协议及SCL-61D超声水表通信协议的特点、消息帧格式规律进行了研究和分析,对两种不同协议消息帧进行了格式转换。结果表明,采用具有超高速四串口IAP15W4K58S4单片机能读取SCL-61D超声水表的流量数据,又通过单片机软件,准确地将流量数据信息转换成符合ModBus协议的消息帧。该方法在M340可编程序控制器平台能实时、稳定、安全地读取SCL-61D超声水表相关流量等数据,并通过M340的FBD语言,将原BCD码格式的数据转换成十进制,便于进行传输、显示及控制等操作。

超声波流量计在引配水测验中的适应性研究——以杭州市三堡配水工程为例

为更加便捷准确地掌握杭州市三堡船闸配水通道引水流量,杭州市配水办与三堡船闸管理处于2009年底联合引进申瑞牌GER9000型超声波流量计.杭州市水文水资源监测总站使用多普勒测流仪对超声波流量计的测验成果进行了高密度的实时比对,对其在测验中的适应性进行了研究.此举验证了申瑞牌GER9000型超声波流量计的测验精度,为推广超声波流量计在引配水工程中的测验积累了经验.

Modbus通信协议在超声波水表中的设计与实现

在水表领域,超声波水表具有独特的优势,如何完善超声波水表的远程抄表,对于超声波的水表具有重要意义。根据超声波水表的测量原理和Modbus通信协议实现了Modbus通信协议在超声波水表中的应用。在超声波水表测量原理的基础上,详细分析了Modbus通信协议,完成了Modbus的移植,成功实现了在超声波水表中基于Modbus的通信协议RTU模式的通信功能。最后的实验结果表明,在超声波水表的实际应用环境中,完全可以实现精确的数据通信和实时监控功能,具有可靠性高、成本低、易维护等优点,对于超声波水表的完善和现代化具有重要的意义。

基于ZigBee的智能超声波水表远程抄表系统探讨

文章介绍了Zig Bee技术的特点和智能超声波水表的计量原理,并对Zig Bee技术在智能超声波水表远程抄表系统的应用进行了探讨。该抄表方案借助Zig Bee技术在无线通信方面的优势,具有组网迅速、网络容量大、传输可靠、数据安全、实时性强等特点,非常适合智能超声波水表无线组网。该抄表方案也可应用于电表和气表。