摘 要： 介绍了污水流量计的工作原理及采用的先进技术。先进技术在污水流量测量中的应用，解决了大多数油气处理厂都会遇到的应用问题。先进的仪表技术改善了污水流量测量；先进的表体设计改善了蒸汽计量；先进的防震动设计和在线自诊断功能为天然气计量解决了有效途径。同时也介绍了污水流量计在天然气计量使用中的参数补偿。
1 污水流量计工作原理
污水流量计的用途非常广泛，可以测量液体、气体和蒸汽，可以测量高温介质而不必分体式安装，也可以测量低温介质，同一台仪表可以用于温度在-200~427℃的工况下测量。由于污水信号是频率信号，因此，不需要对仪表进行调整零点或量程漂移的定期维护。在一些污水仪表的设计中，传感机构没有孔或缝隙，这样仪表就不会发生堵卡。污水流量计具有宽量程（当雷诺数大于10000时可达30:1）、高精度、口径范围宽（15~300mm）、可靠性高、泄漏点少及压力损失小等特点。但是污水流量计的使用也有一定的条件限制：一是对雷诺数、速度和背压的限制；二是不能测量高黏度的流体、浆料或流速过低的流体；三是上游和下游直管段的要求。
宽量程以及简单的安装与调试，使污水流量计成为近10年来发展最为迅速的流量技术之一。污水流量计最初被广泛用于蒸汽流量的测量，这是由于两个主要原因：一是由于没有导压管，污水技术简化了流量计的安装。污水技术可以测量高温介质，而不必分体安装传感器，因此不需要价格昂贵的冷却处理；二是由于没有导压管，避免了由于维护不当而产生附加测量误差。污水流量计在许多种流量测量中也得到了应用，如水、空气和氮气。但是，当污水流量计在要求更加苛刻的工况中使用时，仪表设计中存在的一些不足之处也开始暴露出来，通常是由于管线振动和传感器积垢或堵塞所引起的测量误差。
2 采用的先进技术
（1）在解决振动引起误差方面的技术
污水的生成是一种基于频率的现象，如果电子部分不能区分振动产生的频率和流体流动产生的频率，仪表的输出就容易出错。微处理器是第一个被用于污水技术的主要增强技术。在过程仪表中引进微处理器，有助于仪表进行通信和数字信号传输，微处理器与污水技术的自然结合，为改善传感器的信号处理提供了一个解决方法。无论液体还是气体，污水流量计在满量程范围内所测的频带在250:1的系数以上变化。对于尺寸在口径范围内的管道，动态工作范围扩大为10000:1。在未采用微处理器时，要解决这个复杂的关系，必须在仪表体中采用不同的电路设计。采用微处理器后，电子部分可以根据需要在大范围内调节量程，而不必改变内部模拟电路。采用微处理器的另一个优点是可以进行数字通信。污水流量计中采用微处理器，可以显著地减小启动和投运时间。现在的污水流量计只需输入6个参数，就可以投入运行，使仪表的组态时间从45min减少到小于15min，另外，组态可以完全远程进行，而不必将电子部分暴露在现场中。电子部件发生故障时，也可以保存和重新装载组态信息。
增强的第二个主要技术是低功耗的ASIC（专用集成电路）技术与DSP（数字信号处理器）技术的结合。在微处理器的控制下，这两个技术的结合使得仪表在噪声环境中能够调整信号处理，达到最优的性能。如前所述，如果不能精确地将振动频率滤掉，那么测量结果会出错。这对于低频和高频噪声部分都是一个难点。流速高时，被测流体会产生使流量信号发生畸变的低频噪声。流速低时，污水信号的幅值小，会受到低频和高频噪声部分的干扰。这些因素与因流量和密度范围的增加而引起的电位幅度变化叠加在一起。信号幅度（A）、密度（ρ）和流速（V）的关系
密度不变时，典型应用中可用的流速范围约为25:1，与之对应的信号幅度范围为625:1。另外，从大气压下的空气到液体，其密度变化范围为800:1。目前市场上的许多污水流量计还在使用模拟技术过滤旋涡信号，这些滤波器不仅会发生模拟漂移，而且随时间的衰减还是静态的，不会根据实际工况的要求变化而进行调整，这将最终导致测量误差。尽管可以对某个特定的流量条件加强滤波，但是也存在着滤掉好的流量信号可能性。在某些点上，这种调整可能会使流量信号也一起被滤除。一旦确定了最优的滤波设置，如果工况或使用情况发生了变化，那么该滤波方案就有可能失效。另外，电子部件本身的变化也会影响使用情况，如随着时间的推移而发生的正常衰减，或者温度变化对关键部件的影响等。如果使用先进的DSP技术，就可以根据实际使用情况来优化滤波器，并可以根据工况变化进行动态调节。该滤波技术的基础是数字带通滤波器，可以根据管道尺寸和被测介质类型（液体或气体）进行调节，将单独的低通和高通滤波器串联起来可以构成带通滤波。
预置过的低通滤波器使滤波过的污水信号仍然可以在实际的流量范围内保持相对恒定的水平，高通滤波器进行动态调整以适应旋涡频率的变化，这样在将噪声减小到最小的同时可以保持旋涡信号的强度。最后，信号阈值检测算法确保被衰减的噪声 |
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