電(diàn)磁流量計的工作(zuo)以電磁感應定律(lü)爲基礎, 産生的正(zhèng)比于被☎️測⛷️流🔴量的(de)感應電動勢通常(cháng)很小, 極易受到外(wai)界電磁幹擾, 而它(tā)本身産生的電磁(cí)幹擾很小,因此電(diàn)磁🔴流量計的電磁(ci)🔱兼容性主要體現(xiàn)在它如何在惡劣(lie)的電磁環境下正(zhèng)常工作。在惡劣的(de)電磁環境下, 電📞磁(cí)耦合靜電感應是(shi)電磁流量計幹擾(rao)噪聲的主要✏️來源(yuan); 被測流💔體介質特(te)性産生的電化學(xué)幹擾噪聲是電磁(cí)流量計幹擾噪聲(sheng)的第二來源; 電磁(ci)流量計供電電源(yuan)的電壓和頻率波(bō)動等電源🈲幹擾噪(zao)聲是電磁流量計(ji)幹擾噪聲的第三(san)來源。爲滿足儀表(biao)的👨‍❤️‍👨 EMC要求, 智能電磁(ci)流量計分别采用(yòng)硬件和軟件抗幹(gàn)擾技術, 以提高電(dian)磁流量計抗幹擾(rao)能力。
1 工頻幹擾噪(zào)聲的特點及電磁(cí)流量計抗幹擾技(jì)術
　　工頻幹擾噪聲(sheng)首先是由電磁流(liu)量計勵磁繞組和(hé)流體、 電極、 放大器(qi)輸入回路的電磁(cí)耦合形成, 其二☎️是(shi)電磁流量計工作(zuo)👣現場的工頻共模(mó)幹擾, 其三是供電(diàn)電🛀源引入的工頻(pín)串模幹擾等, 其産(chǎn)生的物理機理均(jun1)是電磁感應🈚原理(li)。
　　電磁流量計勵磁(ci)繞組和流體、 電極(ji)、 放大器輸入回路(lu)的電磁耦合産生(shēng)的工頻幹擾對電(dian)磁流量計工作影(ying)🤩響最大, 而🤟且在不(bú)同⁉️的勵磁技術下(xia)其表現的🥰形态、特(te)性不同, 因而采取(qu)抗幹擾措施也不(bú)同。在工頻正弦波(bō)勵磁磁場🛀下, 此種(zhong)電磁耦合工頻幹(gan)擾噪聲表現形式(shi)爲正交幹擾, 又稱(cheng)爲變壓器電勢, 特(tè)點🔅是幹擾噪聲幅(fu)值和工頻正弦波(bo)勵磁頻率成正比(bi), 相位滞後流量信(xin)✌️号電勢 90? , 且幅值較(jiao)🆚流量信号電勢🈚大(da)幾個數量級[ 2] 。直流(liú)勵磁、 低頻矩形波(bo)勵🍉磁及雙頻🐆矩形(xing)波勵磁技術, 可以(yǐ)基本消除正交幹(gan)擾的影響。
　　工頻共(gòng)模幹擾和工頻串(chuàn)模幹擾這兩種常(cháng)見的幹擾, 主要是(shì)由于電磁屏蔽缺(quē)陷, 分布電容耦合(he), 電磁流量計接地(dì)不良等🤟原因而産(chǎn)生, 電磁流量計采(cai)用輸入保護技術(shù)、 高輸入阻抗、 高共(gòng)模抑制比自舉前(qián)置放大器技術以(yi)及重複接地技術(shù)等提高抗工頻🌈幹(gàn)擾的能力。ADMAG AE系列電(dian)磁流量計配有接(jie)地環, 其作用是通(tōng)過與液體接觸, 建(jiàn)立液體接地, 确保(bao)基準❄️電位與被測(ce)液體相同, 并且保(bao)護流量計内襯。
2 電(dian)化學幹擾噪聲的(de)特點及電磁流量(liàng)計抗幹擾技術
2 . 1 電(diàn)化學幹擾噪聲的(de)特點
( 1)電化學極化(huà)電勢幹擾是由于(yú)電極感生電動勢(shi)在兩🍉極極🏒性不同(tóng)而導緻電解質在(zai)電極表面極化産(chan)生。雖然采用正負(fù)交變勵🐉磁磁場能(néng)顯著減弱極化電(diàn)勢的數量級, 但不(bu)能從根本上完全(quán)消除極化電勢幹(gan)擾。
( 2)泥漿幹擾是在(zài)測量液固兩相導(dǎo)電性流體流量時(shi), 固體顆粒或者氣(qì)泡擦過電極表面(miàn)時, 電極表面的接(jiē)觸電化學電勢突(tū)💃🏻然變化, 電磁流量(liang)傳感器輸出信号(hào)出現尖峰脈沖狀(zhuàng)幹擾噪聲。
( 3)流體流(liu)動噪聲是在測量(liang)低導率液體 ( 100S/ c m 以下(xià) )流量時, 電極的電(diàn)化⛱️學電勢定期波(bo)動,産生随流量增(zeng)加而㊙️頻率增加的(de)随機幹🤞擾噪聲, 具(jù)有類似泥漿幹擾(rao)的 1/ f頻譜特性。
2 . 2電磁(ci)流量計抗電化學(xué)幹擾技術
　　電磁流(liu)量計在提高抗電(dian)化學幹擾能力方(fang)面采取的措施主(zhu)要是低頻矩形波(bo)勵磁和雙頻勵磁(ci)技術。低頻矩形波(bo)勵磁既具有直流(liú)勵磁技術不産生(shēng)渦流效應、 變壓器(qì)效應 (正交幹擾 ) 的(de)特點, 又具有工頻(pin)正弦波勵磁基本(běn)不産生極化🏃‍♂️效應(ying), 便于❄️放大信号⭐處(chù)理,而能避🐪免直流(liú)放大器零點漂移(yí)㊙️、 噪聲、 穩定性等問(wen)題的産生, 有較好(hao)的抗幹擾性能。
　　低(dī)頻矩形波勵磁雖(sui)然具有優良的零(líng)點穩定性,但在測(ce)量泥漿、 紙漿等含(han)纖維和固體顆粒(li)的液固兩相導電(diàn)性流體🔞流量時無(wú)法克服泥漿幹擾(rao)和流體噪聲幹擾(rao)。研究🆚分析表明, 泥(ni)漿幹擾和流動噪(zào)聲具有 1/ f的頻譜特(tè)征。低頻😄時幅值大(da), 高頻時幅🌏值小, 如(rú)果采用較高頻率(lǜ)的低頻矩✍️形波勵(li)磁則😄能大大降低(di)泥漿幹擾的數量(liang)級。因此提高勵磁(ci)頻率有助于降低(di)泥漿幹擾和流動(dòng)噪聲, 提高傳感器(qi)輸出信号的信噪(zao)比。
　　綜上所述, 要保(bǎo)證電磁流量計的(de)零點穩定性, 最好(hao)采用低頻🏃🏻矩形波(bo)勵磁; 爲了能較準(zhǔn)确地測量液固兩(liǎng)相導電性流體和(he)低導電率流體的(de)流量, 又必須采用(yòng)較高頻率的矩形(xíng)波勵磁。采用圖 1所(suo)示的雙頻矩形波(bō)勵磁的方法。
2.3雙頻(pin)矩形波勵磁工作(zuò)及抗幹擾原理
　　在(zài)電磁流量計測量(liang)管内形成含有兩(liang)個頻率分量的電(diàn)磁場: 高頻勵磁分(fèn)量不受液體幹擾(rǎo)的影響, 而低頻勵(li)磁分量則有💚着極(ji)好的零點穩定性(xing), 根據高、 低頻定時(shí)檢測到的各分量(liàng)信号經過計算, 便(bian)可得到流量信号(hao)。
　　雙頻矩形波勵磁(cí)測量原理如圖 1所(suǒ)示, 一個由高低❄️頻(pin)分量🌈叠加而成的(de)電磁場通過勵磁(ci)線圈被施加🚶到被(bei)測液體中, 勵磁波(bo)形⭐是在一個低頻(pín)矩形波上叠加一(yi)個高于⭕市電頻📧率(lü)的矩💃形波而得到(dào)的波形。在産生的(de)電動勢中, 低頻分(fèn)量通過一個大時(shí)間常數的積分電(dian)路獲得一個零點(dian)穩定性好的平穩(wen)流🌈量信号。而由漿(jiang)液或低電導率流(liú)體産生的低頻噪(zao)聲可被不受噪聲(shēng)影響的🌍高頻采樣(yàng)電路所抑制, 有着(zhe)⭐同樣時間常數的(de)流量信号經過一(yi)個👉差分電路以确(que)定流🐪速信号的變(biàn)化, 把這兩種不同(tóng)頻率采樣☎️所得的(de)信号結合起來可(ke)獲得一個穩定流(liu)速信号⁉️, 該信号不(bú)受噪聲幹擾, 且有(you)較高的零點穩定(ding)性。

3 . 3電源幹(gàn)擾噪聲特點及電(diàn)磁流量計抗幹擾(rǎo)技術

　　電(diàn)磁流量計一般都(dōu)采用工頻交流電(dian)源供電, 其電源電(dian)壓✊的幅值和頻率(lǜ)的變化都會給電(diàn)磁流量計帶來電(diàn)源‼️性幹擾噪聲。對(duì)電源電壓的幅值(zhi)變化, 因采用多級(ji)集成穩壓, 一般而(er)言電源電壓的幅(fú)值變🙇🏻化對電磁流(liu)量的測量精度影(yǐng)🈲響不大。當電源電(dian)壓的頻率波動時(shí), 雖然其波動範圍(wei)有限, 但對電磁流(liú)🙇🏻量計測量精✉️度影(ying)響較大。爲了解決(jué)工頻幹擾☔問題, 實(shí)現對流體流速感(gǎn)應電💛勢 eab 信号的準(zhun)确測量, 需利⛷️用🈲以(yi)下基本關系: 勵‼️磁(ci)周期爲工頻周期(qī)的整數倍, 即勵磁(cí)頻率爲 50/n H z( n爲偶數🎯 ); 正(zheng)負勵磁下的同相(xiàng)位采樣。圖 2是對應(ying)低頻矩形波勵磁(cí)形式下的典型電(diàn)勢信👌号形式, 按上(shàng)述關系在一🌈個勵(li)磁周期下, 若假設(shè)t 1 和 t 2 點爲工頻幹擾(rao)的等效幹擾點, 且(qiě)采樣寬度 T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的基(ji)本算式[ 3] 爲:

　　式 ( 4)從理(lǐ)論上說明電磁流(liu)量計的工頻幹擾(rǎo)有可克服的🧑🏽‍🤝‍🧑🏻途徑(jing), 即同步采樣技術(shù), 其方法是以同相(xiàng)位 ( t 1= t 2 )、 同寬度采樣 (T 1 = T 2 = T )爲(wèi)前提的🙇‍♀️, 采樣🈲頻率(lü)要選爲工頻周期(qī)的🐅整數倍。這樣即(ji)使混有幹擾信😄号(hào), 因其🏃‍♀️采樣時間爲(wèi)完整的工頻周期(qī), 其平均值也爲零(ling), 幹擾電壓不起作(zuò)用。

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