電磁流量計(jì)易受到干擾的原因分析及故障排除方法
電磁流量計(jì)是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律進(jìn)行流量測(cè)量的流量計(jì)。電磁流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是壓損極小,可測(cè)流量范圍大。ZUI大流量與ZUI小流量的比值一般為20:1以上,適用的工業(yè)管徑范圍寬,ZUI大可達(dá)3m,輸出信號(hào)和被測(cè)流量成線性,準(zhǔn)確度較高,可測(cè)量電導(dǎo)率≥5μs/cm的酸、堿、鹽溶液、水、污水、腐蝕性液體以及泥漿、礦漿、紙漿等的流體流量。但它不能測(cè)量氣體、蒸汽以及純凈水的流量。
在現(xiàn)有的電磁流量計(jì)中,交流低頻矩形波勵(lì)磁方式已成為主要的勵(lì)磁方式。電磁流量計(jì)采用交流勵(lì)磁雖有一定的優(yōu)點(diǎn),但隨之而來的電磁干擾,就成為很麻煩的問題,特別是電磁干擾信號(hào)與有用的信號(hào)混在一起,它們不僅成分復(fù)雜,而且有時(shí)候干擾信號(hào)還會(huì)比流量信號(hào)大。在這種情況下怎樣抑制和排除這些干擾,提高信噪比就成,研制和使用電磁流量計(jì)的個(gè)重要的技術(shù)關(guān)鍵問題。
干擾的抑制和消除
根據(jù)一般電磁流量計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn),主要從硬件優(yōu)化方面討論如電磁耦合、靜電感應(yīng)是電磁流量計(jì)產(chǎn)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(chǎng)中,當(dāng)變速器通電后,在引線的閉合回路內(nèi)就產(chǎn)生出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種干擾信號(hào)疊加到測(cè)量信號(hào)中,影響了系統(tǒng)的運(yùn)行。各種勵(lì)磁方式產(chǎn)生會(huì)帶來不同的電磁干擾問題。直流勵(lì)磁方式易產(chǎn)生極化干擾,交流勵(lì)磁方式易產(chǎn)生正交干擾(90度干擾)、同相干擾(即工頻干擾)等。正交干擾是指在相位上與流量信號(hào)相差90度的干擾。電磁流量變送器采用交流勵(lì)磁方式時(shí),要產(chǎn)生一個(gè)交變的磁場(chǎng),而由電極、引出線、被測(cè)介質(zhì)和轉(zhuǎn)換器的輸入電路所組成的閉合回路,正處于干擾交變磁場(chǎng)中、閉合回路不可能與變送器的交變磁場(chǎng)產(chǎn)生的磁力線完全平行,總會(huì)有一部分交變的磁力線穿過該閉合回路,從而在回路內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)干擾電動(dòng)勢(shì),在電磁流量計(jì)中,從變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分采取措施,來消除或抑制90°干擾。電磁流量計(jì)為了減少地電流造成的同相干擾,在安裝接地線時(shí),要把變送器兩端的管道法蘭盤與轉(zhuǎn)換器的外殼都接在同一點(diǎn)上,以減少同相干擾,但不能全消除同相干擾。因此,通常還在轉(zhuǎn)換器的前置放大級(jí)采用增加了恒流源的差動(dòng)放大電路,利用差動(dòng)放大器的高共模抑制比,使進(jìn)入轉(zhuǎn)換器輸入端的同相干擾信號(hào)互相抵消而被抑制,可以達(dá)到很好的效果。同時(shí),為了避免干擾信號(hào),變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號(hào)必須用屏蔽導(dǎo)線傳輸，電磁流量計(jì)同相干擾工頻干擾或共模干擾,是指在同一瞬間出現(xiàn)在變送器的兩個(gè)電極上,并且幅值和相位都相同的干擾信號(hào)。當(dāng)流量為零時(shí),即被測(cè)液體靜止不動(dòng)時(shí),所測(cè)得的同相信號(hào)就是同相干擾信號(hào)。電磁流量計(jì)對(duì)于同相干擾,抑制的方法較多。在變送器方面,將電極和勵(lì)磁線圈在幾何形狀、尺寸以及性能參數(shù)上做得均衡對(duì)稱,并分別嚴(yán)格屏蔽,以減少電極與勵(lì)磁線圈之間的分布電容影響。
其他應(yīng)注意的問題
電磁流量計(jì)在使用中要注意維護(hù),防止電極與管道間絕緣的破壞,安裝時(shí)要遠(yuǎn)離一切磁源(例如大功率電機(jī)、變壓器等),不能有振動(dòng)。單獨(dú)、良好的接地也是十分重要的。接地線應(yīng)盡量加粗地電流是同相干擾產(chǎn)生的主要原因。如果變送器附近存在大功率的電器設(shè)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(chǎn)生的電壓降en通過變送器而發(fā)生漏電時(shí),地電流將使各個(gè)不同接地點(diǎn)電其實(shí)只要懂的分析系統(tǒng)的電磁干擾原因,進(jìn)行判斷問題的所在,針對(duì)問題對(duì)電磁流量實(shí)行一系列的抗干擾措施,一定能夠大大抑制和消除干擾信號(hào)對(duì)有用的流量信號(hào)的影響,從而提高測(cè)量的準(zhǔn)確度,減少了故障率。
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