電磁流量計(jì)隨著現(xiàn)代的工業(yè)發(fā)展,其應(yīng)用的廣度和深度也不斷地拓展,在{**}大部分的工礦企業(yè)我們都可以看到它的身影。作為一種新型的流量測(cè)量?jī)x表,其以自身{**}良的性能和特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于工業(yè){**}域中各種導(dǎo)電液體的流量測(cè)量,同時(shí)在食品、化工以及水處理等行業(yè)中各類漿液流量的測(cè)量中也有所應(yīng)用。
盡管在與其它流量計(jì)相比時(shí),其具有有著諸多{**}點(diǎn),不過(guò)由于其自身設(shè)計(jì)上的本身所具有的特點(diǎn),使其也有一定的缺陷,容易受到外界的干擾。針對(duì)這一個(gè)現(xiàn)象,我們?cè)谠谠O(shè)計(jì)生產(chǎn)和使用電磁流量計(jì)時(shí),需要采用有效的抗干擾措施,才能保證測(cè)量的數(shù)據(jù)結(jié)果的準(zhǔn)確性。
電磁流量計(jì)的干擾源分析
轉(zhuǎn)換器的流量信號(hào)由傳感器所提供,是一種電壓信號(hào),即電極間的電位差。在測(cè)量實(shí)踐中,受靜電感應(yīng)、電磁感應(yīng)、電化學(xué)電勢(shì)等因素的影響,致使電極上的電壓不僅與流速成比例形成電動(dòng)勢(shì),而且還包含多種干擾成分,主要來(lái)源于以下方面:
1)在電磁流量計(jì)的工作現(xiàn)場(chǎng)擁有大量工頻信號(hào),導(dǎo)致耦合在激磁回路、前端放大器、電極的工頻干擾噪聲嚴(yán)重影響電磁流量計(jì)測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2)電磁流量計(jì)在低頻矩形波激磁的作用下會(huì)產(chǎn)生干擾,這主要是由于激磁電流突變而導(dǎo)致微分干擾信號(hào)的產(chǎn)生。與此同時(shí),干擾信號(hào)會(huì)隨著電流的穩(wěn)定而逐步消失。
3)電磁流量傳感器上的變壓器效應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生相位上與流量信號(hào)形成90°的正交干擾信號(hào)。
4)部分電磁屏自身存在接地與屏蔽不良、電容雜散等弊端,極易導(dǎo)致返回電流不平衡,進(jìn)而引發(fā)共模干擾,甚{**}造成某些電路電位變化,這是致使電磁流量計(jì)零點(diǎn)漂移的重要因素之一。在此情況下,產(chǎn)生的高輻射電場(chǎng)會(huì)不斷惡化電磁兼容性。
5)電路板設(shè)計(jì)在未充分考慮電磁兼容性的情況下會(huì)造成串模干擾,進(jìn)而導(dǎo)致信號(hào)質(zhì)量下降,尤其對(duì)于模擬電路和高速走線而言,會(huì)造成嚴(yán)重的不良影響。
6)在感應(yīng)電場(chǎng)作用下,被測(cè)液體中電解質(zhì)會(huì)在電極表面產(chǎn)生極化現(xiàn)象,形成電化學(xué)極化電動(dòng)勢(shì)干擾,進(jìn)而造成電磁流量計(jì)零點(diǎn)漂移。
電磁流量計(jì)抗干擾的有效措施
1、 抗正交干擾的措施(勵(lì)磁抗干擾)
所謂的正交干擾具體是指在相位上與流量信號(hào)之間的差為90°的干擾。當(dāng)電磁流量計(jì)的變送器以交流勵(lì)磁方式運(yùn)行時(shí),會(huì)形成一個(gè)交變的磁場(chǎng),而閉合電路則處于該磁場(chǎng)當(dāng)中,由于該閉合電路無(wú)法與電磁流量計(jì)的變送器交變磁場(chǎng)產(chǎn)生出來(lái)的磁力線處于平行狀態(tài),致使會(huì)有一部分交變磁力線從該閉合線路當(dāng)中穿過(guò),這樣一來(lái)便會(huì)在回路當(dāng)中形成一個(gè)干擾電動(dòng)勢(shì)。想要有效抑制或消除正交干擾對(duì)電磁流量計(jì)的影響,可從變送器和信號(hào)轉(zhuǎn)換器這兩個(gè)部分分別采取措施,具體內(nèi)容如下:
1)從變送器上采取抗干擾措施。應(yīng)當(dāng)盡可能使閉合回路的平面與交變磁力線保持平行,這樣便可以防止磁力線從閉合回路當(dāng)中穿過(guò)的情況發(fā)生,同時(shí)可設(shè)置干擾調(diào)整機(jī)構(gòu),借此來(lái)減少干擾信號(hào)。此外,還可以在變送器上設(shè)置調(diào)零電位器,通過(guò)該電位器能夠使兩個(gè)回路當(dāng)中產(chǎn)生出來(lái)的電流的電勢(shì)互相抵消,從而達(dá)到消除正交干擾信號(hào)的目的。
2)從信號(hào)轉(zhuǎn)換器上采取抗干擾措施?稍谵D(zhuǎn)換器當(dāng)中設(shè)置抗干擾機(jī)構(gòu),借此來(lái)消除變送器中殘余的正交干擾信號(hào),具體做法是在主放大器輸出端設(shè)置補(bǔ)償和抑制正交干擾的機(jī)構(gòu)。
軟件抗干擾技術(shù)
在EPROM中,電磁流量計(jì)固化的軟件與硬件相配合不僅要確保電磁流量計(jì)正常功能的實(shí)現(xiàn),還必須具備較強(qiáng)的容錯(cuò)能力和抗干擾能力,構(gòu)建起功能完善的應(yīng)用程序。
1)數(shù)字濾波技術(shù)。該技術(shù)是智能儀器中使用為廣泛的技術(shù),擁有模擬濾波器所不具備的功能,主要包括消除脈沖干擾、A/D轉(zhuǎn)換器的抗工頻能力、消除數(shù)字電路毛刺干擾、保障輸入微處理器數(shù)字的可靠性等。
2)程控放大器技術(shù)。該技術(shù)能夠解決電磁流量計(jì)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換問(wèn)題,通過(guò)增益控制以達(dá)到削弱微分干擾峰值導(dǎo)致放大器過(guò)載的目的,有利于處理流量信號(hào)電勢(shì),增強(qiáng)抗微分干擾能力。
3、同步采樣抗干擾技術(shù)
在信號(hào)連續(xù)的狀態(tài)下,可采用同步采樣技術(shù)實(shí)施采樣。但必須注意的是,選取的采樣區(qū)域、對(duì)稱度、寬度、起始點(diǎn)在小流量的影響下,會(huì)導(dǎo)致電磁流量計(jì)難以達(dá)到測(cè)量{**}度。為此,采樣頻率應(yīng)當(dāng)選取工頻周期的整數(shù)倍,如此做法可以確保在混有干擾信號(hào)的采樣時(shí)間為工頻周期的情況下,{**}于電壓的干擾。
4、接地抗干擾措施
通常情況下,受變送器輸出信號(hào)較小的影響會(huì)導(dǎo)致電磁流量計(jì)的抗干擾能力降低,所以應(yīng)當(dāng)將變動(dòng)器輸入電路的零電位進(jìn)行單{**}接地處理,不僅可以起到屏蔽的作用,還能夠有效減少激磁系統(tǒng)本身電磁場(chǎng)干擾的影響。此外,電磁流量計(jì)接地必須選擇遠(yuǎn)離大型用電器的地點(diǎn),以達(dá)到防止電流串入的目的。