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          如何解決電磁流量計現場干擾的問題


          作者:admin 錄入:admin 2019/6/27 14:37:41 減小字體增大字體

          由于本系統需在劣勢的現場環境中使用,對抗干擾性和可靠性具有較高的要求,因此在系統開發和設計過程中,將提高系統抗干擾性和可靠性作為一項重要的內容。根據一般電磁流量計系統的特點,主要從硬件優化方面討論如電磁耦合、靜電感應是電磁流量計產生干擾噪聲的重要來源。在電磁流量變速器中,由于兩電極的引線處于交變磁場中,當變速器通電后,在引線的閉合回路內就產生出感應電動勢。這種干擾信號疊加到測量信號中,影響了系統的運行。各種勵磁方式產生會帶來不同的電磁干擾問題。直流勵磁方式易產生極化干擾,交流勵磁方式易產生正交干擾(90度干擾)、同相干擾(即工頻干擾)等。由于實際應用中多采用交流勵磁方式,因此以下主要闡述交流勵磁下的干擾問題及抑制。

          3.1 正交干擾及其抑制或消除方法

          正交干擾是指在相位上與流量信號相差90度的干擾。電磁流量變送器采用交流勵磁方式時,要產生一個交變的磁場,而由電極、引出線、被測介質和轉換器的輸入電路所組成的閉合回路,正處于干擾交變磁場中、閉合回路不可能與變送器的交變磁場產生的磁力線完全平行,總會有一部分交變的磁力線穿過該閉合回路,從而在回路內產生一個干擾電動勢,其大小為:

            (4)

          對于交流勵磁,B=Bmsin(ωt)則有:

            (5)

          比較可知,測量信號E與干擾信號et的頻率相同,相位差90°。因此稱et為90°干擾,又稱正交干擾。在電磁流量計中,從變送器和轉換器兩部分采取措施,來消除或抑制90°干擾。

          3.1.1 從變頻器部分采取措施

          在變送器的結構上,注意使閉合回路的平面保持與交變磁力線平行,避免磁力線穿過閉合回路,并設有干擾調整機構,以減少干擾信號et。另外,在變送器上設置調零電位器。從一般電極引出二根導線,并分別繞過磁極形成兩個回路,當有磁力線穿過此閉合回路,必然在兩個回路內產生方向相反的感應電勢。因此,在兩個回路中有相反方向的電流I1、I2。通過調整電位器,使兩個回路中產生的電流I1、I2在轉換器的輸入電阻上產生的電勢相互抵消,減少90°干擾信號。

          3.1.2 從轉換器部分采取措施

          對于正交干擾,除了變送器的干擾調整機構調零以外,轉換器中也要設置抗干擾機構,以消除變送器中剩余的正交干擾信號。否則,這些剩余的正交干擾信號同樣會被放大器放大,嚴重影響儀表正常工作。為此,在主放大器的輸出端設置抑制抑制和補償90°干擾的機構,經主放大器放大后的90°干擾信號,被鑒別和分離出來,然后再反饋到主放大器的輸入端,以抵消輸入端進來的90°干擾信號。

          3.2 同相干擾及其抑制方法

          同相干擾工頻干擾或共模干擾,是指在同一瞬間出現在變送器的兩個電極上,并且幅值和相位都相同的干擾信號。當流量為零時,即被測液體靜止不動時,所測得的同相信號就是同相干擾信號。對于同相干擾,抑制的方法較多。在變送器方面,將電極和勵磁線圈在幾何形狀、尺寸以及性能參數上做得均衡對稱,并分別嚴格屏蔽,以減少電極與勵磁線圈之間的分布電容影響。

          為了減少地電流造成的同相干擾,在安裝接地線時,要把變送器兩端的管道法蘭盤與轉換器的外殼都接在同一點上,以減少同相干擾,但不能完全消除同相干擾。因此,通常還在轉換器的前置放大級采用增加了恒流源的差動放大電路,利用差動放大器的高共模抑制比,使進入轉換器輸入端的同相干擾信號互相抵消而被抑制,可以達到很好的效果。同時,為了避免干擾信號,變送器和轉換器之間的信號必須用屏蔽導線傳輸。

          3.3 其他應注意的問題

          在使用中要注意維護,防止電極與管道間絕緣的破壞,安裝時要遠離一切磁源(例如大功率電機、變壓器等),不能有振動。單獨、良好的接地也是十分重要的。接地線應盡量加粗,地電流是同相干擾產生的主要原因。如果變送器附近存在大功率的電器設備,特別是從絕緣不好的等效電路中可以看出,接地線接地電阻Rn產生的電壓降en通過變送器而發生漏電時,地電流將使各個不同接地點電。

          分析系統的電磁干擾原因,通過對電磁流量計實行一系列的抗干擾措施,大大抑制和消除了干擾信號對有用的流量信號的影響,提高了測量的準確度,減少了故障率。

          本文章來自于:北京中瑞能儀表技術有限公司



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