電磁(ci)流量計的(de)工作以電(diàn)磁感應定(ding)律爲基礎(chǔ), 産生的正(zheng)比于被測(cè)流🧑🏽‍🤝‍🧑🏻量🔞的感(gan)應電動勢(shi)通常很小(xiao), 極易受到(dào)外界電磁(ci)幹擾, 而它(ta)本😄身産生(sheng)的電磁幹(gàn)擾很小,因(yīn)此電磁流(liu)量計的電(dian)磁兼容性(xìng)主要體現(xian)在它如何(hé)在惡劣的(de)電磁環境(jìng)下正常工(gong)作。在惡劣(liè)的電磁環(huán)境下, 電磁(ci)耦合靜電(dian)感應是電(dian)磁流量計(jì)幹擾噪聲(sheng)的主要來(lai)源; 被測流(liu)體介質特(te)性産生🚩的(de)電化學幹(gan)擾㊙️噪聲♌是(shi)電磁流量(liang)計幹❄️擾噪(zao)聲的第二(èr)來源; 電磁(ci)流量計🈲供(gòng)電電源的(de)電壓和頻(pin)率波動等(děng)電源幹擾(rǎo)噪聲是電(dian)磁流量計(ji)幹擾噪聲(shēng)👣的第三來(lái)源。爲滿足(zu)儀表的🆚 EMC要(yào)求, 智能電(dian)磁流量計(jì)分别采用(yong)硬件和軟(ruan)件抗幹擾(rǎo)技術, 以提(tí)高電磁流(liu)量計抗幹(gan)擾能力。
1 工(gong)頻幹擾噪(zao)聲的特點(dian)及電磁流(liu)量計抗幹(gan)擾技術
　　工(gōng)頻幹擾噪(zao)聲首先是(shi)由電磁流(liu)量計勵磁(cí)繞組和流(liu)體📧、 電極、 放(fang)大器輸入(ru)回路的電(dian)磁耦合形(xing)成, 其二✉️是(shi)電磁流量(liàng)計工作現(xiàn)場的工頻(pín)共模幹擾(rao), 其三是供(gong)電電♻️源引(yǐn)入的工頻(pín)串模幹擾(rao)等, 其産生(sheng)的物理機(ji)理均是電(dian)磁感應原(yuán)理。
　　電磁流(liú)量計勵磁(cí)繞組和流(liú)體、 電極、 放(fang)大器輸入(rù)回路的電(diàn)磁耦合産(chǎn)生的工頻(pín)幹擾對電(diàn)磁流量計(jì)工作影響(xiang)最大, 而♊且(qie)在不同的(de)勵磁技術(shù)下其表現(xian)的💚形态、特(tè)性不同, 因(yin)而采取抗(kàng)幹擾措施(shī)也不同。在(zài)工頻正弦(xián)波勵磁磁(ci)場♊下, 此種(zhong)電磁耦合(he)工頻幹擾(rǎo)噪聲表現(xian)形式爲正(zhèng)交幹擾, 又(yòu)稱爲變壓(yā)器電勢, 特(te)點是幹擾(rǎo)噪聲幅值(zhi)和工頻正(zheng)弦♊波勵磁(ci)頻率成正(zheng)比, 相位滞(zhì)後流量信(xin)号電勢 90? , 且(qie)幅值較流(liu)量信号電(diàn)勢大幾個(ge)數量級[ 2] 。直(zhi)流勵磁、 低(di)頻矩形波(bo)⛹🏻‍♀️勵磁及雙(shuāng)頻矩形波(bo)勵磁技術(shu), 可以基本(ben)消❌除正交(jiāo)幹擾的影(ying)響。
　　工頻共(gòng)模幹擾和(hé)工頻串模(mó)幹擾這兩(liǎng)種常見的(de)幹擾㊙️, 主要(yao)是由于電(diàn)磁屏蔽缺(que)陷, 分布電(dian)容耦合, 電(diàn)磁流量計(ji)接地不良(liang)等♌原因而(ér)産生, 電磁(ci)流量計采(cǎi)用🥰輸入保(bao)🙇🏻護技術🔴、 高(gāo)輸入阻抗(kang)、 高🛀🏻共模抑(yi)制比自舉(jǔ)前置放大(da)器技術以(yǐ)及重複接(jie)地技術等(deng)提🔆高抗工(gong)頻幹擾的(de)能力。ADMAG AE系列(liè)電磁流量(liang)計配有接(jiē)地環, 其作(zuò)用是通過(guò)與液體接(jie)觸, 建立液(yè)體接地, 确(què)保基準電(dian)位與被測(cè)液體相同(tóng), 并且保護(hu)流量計内(nei)襯。
2 電化學(xue)幹擾噪聲(shēng)的特點及(jí)電磁流量(liang)計抗幹擾(rao)技術
2 . 1 電化(hua)學幹擾噪(zào)聲的特點(diǎn)
( 1)電化學極(jí)化電勢幹(gan)擾是由于(yu)電極感生(shēng)電動勢在(zai)兩極極性(xing)不同而導(dǎo)緻電解質(zhì)在電極表(biao)面極化産(chǎn)生。雖🌍然采(cai)用正負交(jiāo)✌️變勵磁磁(ci)場能顯著(zhe)減弱極化(hua)電勢的數(shù)量級, 但不(bu)能從根本(běn)上完全🐪消(xiao)除極化電(dian)🌍勢幹擾。
( 2)泥(ní)漿幹擾是(shì)在測量液(yè)固兩相導(dǎo)電性流體(ti)流量時, 固(gù)體顆粒或(huo)者氣泡擦(ca)過電極表(biǎo)面時, 電極(jí)表面的接(jie)觸👄電化🍉學(xue)電勢突然(rán)變化, 電磁(ci)流量傳感(gǎn)器輸出信(xin)号出現尖(jian)峰脈沖狀(zhuàng)🏃‍♀️幹擾噪聲(sheng)。
( 3)流體流動(dong)噪聲是在(zai)測量低導(dao)率液體 ( 100S/ c m 以(yǐ)下 )流量時(shi)🔱, 電極的電(diàn)化學電勢(shì)定期波動(dòng),産生随流(liu)量增加而(er)頻率增加(jia)的随機幹(gan)擾噪聲, 具(jù)有類似泥(ni)漿幹擾的(de) 1/ f頻譜特性(xìng)。
2 . 2電磁流量(liang)計抗電化(hua)學幹擾技(jì)術
　　電磁流(liu)量計在提(tí)高抗電化(hua)學幹擾能(néng)力方面采(cai)取的措施(shi)主要🏃🏻是低(dī)頻矩形波(bo)勵磁和雙(shuang)頻勵磁技(jì)術❌。低頻矩(jǔ)形波勵磁(ci)既具有🐪直(zhí)流勵磁技(ji)術不産生(sheng)渦流效應(ying)、 變壓器效(xiào)應 (正交幹(gan)擾 ) 的特點(dian)✔️, 又具有工(gong)頻正弦波(bo)勵磁基本(ben)不産生極(jí)化效應, 便(bian)于放大信(xin)号♉處理,而(er)能避🔞免直(zhí)流放大器(qi)零點漂移(yí)、 噪聲、 穩定(ding)性等問題(tí)的産生, 有(you)較好的抗(kàng)幹🐉擾性能(neng)。
　　低頻矩形(xing)波勵磁雖(sui)然具有優(yōu)良的零點(diǎn)穩定性,但(dan)在測量泥(ni)漿、 紙漿等(děng)含纖維和(he)固體顆粒(lì)的液固兩(liǎng)🏒相導電性(xìng)流體㊙️流量(liàng)🐕時無法克(kè)服泥漿幹(gàn)擾和流體(ti)🐪噪聲幹擾(rǎo)。研究分析(xī)表明, 泥漿(jiāng)幹擾和流(liu)動噪聲具(ju)🐇有 1/ f的頻譜(pu)特征。低頻(pin)⛱️時幅值大(da)🈲, 高頻時幅(fu)值小, 如果(guǒ)🔆采用較高(gao)頻率的低(di)頻矩形波(bo)勵磁則能(néng)大大降低(dī)泥漿幹擾(rao)的數量級(ji)。因此提高(gao)勵磁頻率(lü)有助于降(jiang)🌈低泥漿幹(gàn)擾和流動(dòng)噪聲🔱, 提高(gāo)傳感器輸(shu)出信号的(de)信🎯噪比。
　　綜(zong)上所述, 要(yào)保證電磁(cí)流量計的(de)零點穩定(dìng)性, 最好采(cai)用👄低頻矩(jǔ)形波勵磁(cí); 爲了能較(jiào)準确地測(cè)量液固兩(liang)相導電🐇性(xìng)流體和低(di)導電率流(liu)體的流量(liang), 又必須采(cai)用較高頻(pin)率的矩形(xing)波勵磁🙇‍♀️。采(cai)用圖🌈 1所示(shi)的雙頻矩(jǔ)形波勵磁(cí)的方法。
2.3雙(shuāng)頻矩形波(bo)勵磁工作(zuò)及抗幹擾(rǎo)原理
　　在電(dian)磁流量計(jì)測量管内(nèi)形成含有(you)兩個頻率(lü)分量的電(diàn)磁場: 高頻(pín)勵磁分量(liang)不受液體(ti)幹擾的影(ying)響, 而低頻(pin)勵磁分量(liàng)則有着極(ji)好的零點(dian)穩定性, 根(gēn)據高、 低頻(pín)定時檢測(cè)到的各分(fen)量信📧号經(jīng)過計算, 便(bian)可得到流(liu)量信号。
　　雙(shuāng)頻矩形波(bō)勵磁測量(liàng)原理如圖(tú) 1所示, 一個(gè)由高低🔞頻(pin)分量叠🔴加(jia)而成的電(diàn)磁場通過(guò)勵磁線圈(quan)被施加到(dào)被測液🐇體(tǐ)中, 勵磁☂️波(bō)形是在一(yi)個低頻矩(jǔ)形波上🈲叠(dié)加一個高(gao)于市電頻(pín)率的矩形(xing)波而得到(dào)的波形。在(zai)産生的電(diàn)動勢中, 低(di)頻分量通(tong)過一個大(dà)時間常數(shù)的積分電(dian)路獲得一(yī)個零點穩(wěn)定性💁好的(de)平穩流🌐量(liang)信号。而由(you)漿液或低(dī)電導率流(liú)體産生的(de)低頻噪聲(shēng)可被不受(shòu)噪聲💰影響(xiǎng)的高頻采(cai)樣電路所(suǒ)抑制, 有着(zhe)同樣時間(jiān)常數的流(liu)量信号經(jing)過一個🌈差(cha)分電路以(yi)确定流速(su)信号的變(biàn)化, 把這兩(liang)種不同頻(pín)率🌈采樣所(suo)得的信号(hao)結合起來(lai)可獲得一(yi)個穩定流(liu)速信号💞, 該(gāi)信号不受(shòu)噪聲幹擾(rǎo), 且有較高(gao)的零點穩(wen)定性。

3 . 3電(dian)源幹擾噪(zào)聲特點及(ji)電磁流量(liang)計抗幹擾(rǎo)技術

　　電磁流(liu)量計一般(ban)都采用工(gong)頻交流電(diàn)源供電, 其(qí)電♋源電壓(yā)的幅㊙️值和(he)頻率的變(bian)化都會給(gěi)電磁流量(liàng)計帶來電(dian)源💜性幹擾(rǎo)噪聲。對電(dian)源電壓的(de)幅值變化(huà), 因🌈采用多(duō)級集成穩(wěn)壓, 一般而(ér)言電源電(diàn)壓的幅值(zhí)變化對電(dian)磁流量的(de)測量精度(du)影響不大(da)。當電源電(diàn)壓的頻率(lǜ)波動時, 雖(suī)然其波動(dòng)範圍有限(xian), 但對電磁(cí)流量計測(ce)量精🔞度影(ying)響較大。爲(wei)了解決工(gong)頻幹擾問(wèn)題, 實現對(dui)流體流速(sù)感應電勢(shì) eab 信号的準(zhun)确測量, 需(xū)利用以下(xià)基本關系(xì): 勵🐇磁周期(qi)爲工頻周(zhou)期的整數(shù)倍, 即勵磁(cí)頻🌈率爲 50/n H z( n爲(wèi)偶數 ); 正負(fu)勵📧磁下的(de)同相位采(cai)樣。圖 2是對(duì)應低頻矩(ju)形波勵磁(cí)形式下的(de)典型電勢(shi)信号形式(shì), 按上述關(guan)系在一個(gè)勵磁周期(qi)下, 若假設(she)t 1 和🐉 t 2 點爲工(gong)頻幹擾的(de)等效幹擾(rao)點, 且采樣(yàng)寬度 T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的(de)基本算式(shi)[ 3] 爲:

　　式 ( 4)從理(lǐ)論上說明(ming)電磁流量(liàng)計的工頻(pín)幹擾有可(kě)克服的途(tú)📧徑, 即同步(bu)采樣技術(shù), 其方法是(shi)以同相位(wèi) ( t 1= t 2 )、 同寬度采(cai)樣 (T 1 = T 2 = T )爲前提(ti)的, 采樣頻(pín)率要選爲(wei)工頻周期(qī)的整數倍(bèi)❓。這樣即使(shǐ)混有幹擾(rǎo)信号, 因其(qí)采樣時間(jiān)爲完整的(de)工頻周期(qi), 其平均值(zhí)也爲零, 幹(gàn)擾電壓不(bú)起🔴作用。

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