所谓科宝电磁流量计是指根据法拉第电磁感应定律,来测量导电性液体体积流量的仪表。它可在层流、紊流、脉动流量以及产生流线振动等情况下对流体进行流量测 量。由于其流量管光滑,压力损失小,测量范围宽,准确度高,反应灵敏,能获得与流量成比例的信号,加之其测量管直通,便于清洗和灭菌消毒,因此它 在用于特殊卫生要求的医药和食品工业中得到了广泛的应用。 于液体中所感应出的电势数值很小,所以要引入高放大倍数的放大器,然而这样就使得电磁流量计特别容易受外界电磁场的干扰,即使很微弱的信号在经过高倍 放大后,对结果的影响也是巨大的,这样势必会大大地影响仪表的准确度,对控制系统的稳定性、可靠性也构成很大的隐患。所以研究电磁流计的所受的电磁干 扰及相应对策就显得特别有必要。这里有几点不成熟的看法,与大家共同探讨。 由于本系统需在劣势的现场环境中使用,对抗干扰性和可靠性具有较高的要求,因此在系统开发和设计过程中,将提高系统抗干扰性和可靠性作为-项重要的内 容。根据一般电磁流量计系统的特点,要从硬件优化方面讨论如电磁耦合、静电感应是电磁流量计产性干扰噪声的重要来源。在电磁流量变速器中,由于两电极 的引线处于交变磁场中，当变速器通电后 ,在引线的闭合回路内就产“生出感应电动势。这种干扰信号叠加到测量信号中,影响了系统的运行。各种励磁方式产生会 带来不同的电磁干扰问题。直流励磁方式易产生极化干扰,交流励磁方式易产生正交干扰( 90度干扰)、同相干扰(即工频干扰)等。由于实际应用中多采用交流 励磁方式,因此以下主要阐述交流励磁下的干扰问题及抑制。 KOBOLD流量计正交干扰及其抑制或消除方法 正交干扰是指在相位上与流量信号相差90度的干扰。电磁流量变送器采用交流励磁方式时,要产生一个交变的磁场,而由电极、引出线、被测介质和转换器的输入 电路所组成的闭合回路,正处于干扰交变磁场中、闭合回路不可能与变送器的交变磁场产生的磁力线平行,总会有一部分交变的磁力线穿过该闭合回路 ,从而 在回路内产生一个干扰电动势,期小为: 对于交流励磁, B=Bmsin ( wt )则有: 比较可知,测量信号E与干扰信号et的频率相同,相位差90°。因此称et为90°干扰,又称正交干扰。在电磁流量计中,从变送器和转换器两部分采取措施,来消除 或抑制90干扰。 从变频器部分采取措施 在变送器的结构上,注意使闭合回路的平面保持与交变磁力线平行,避免磁力线穿过闭合回路,并设有干扰调整机构,以减少干扰信号et。另外,在变送器上设置 调零电位器。从-般电极引出二根导线,并分别绕过磁极形成两个回路,当有磁力线穿过此闭合回路,必然在两个回路内产生方向相反的感应电势。因此,在两个 回路中有相反方向的电流I1、12。 通过调整电位器,使两个回路中产生的电流|1、I2在转换器的输入电阻上产生的电势相互抵消,减少90°干扰信号。 从转换器部分采取措施 对于正交干扰,除了变送器的干扰调整机构调零以外,转换器中也要设置抗干扰机构,以消除变送器中剩余的正交干扰信号。否则,这些剩余的正交干扰信号同样 会被放大器放大,严重影响仪表正常工作。为此,在主放大器的输出端设置抑制抑制和补偿90干扰的机构,经主放大器放大后的90*干扰信号,被鉴别和分离出 来,然后再反馈到主放大器的输入端,以抵消输入端进来的90°干扰信号。 同相干扰及其抑制方法 同相干扰工频干扰或共模干扰,是指在同一-瞬间出现在变送器的两个电极上,并且幅值和相位都相同的干扰信号。当流量为零时,即被测液体静止不动时,所测得 的同相信号就是同相干扰信号。对于同相干扰,抑制的方法较多。在变送器方面,将电极和励磁线圈在几何形状、尺寸以及性能参数上做得均衡对称,并分别严格 屏蔽，以减少电极与励磁线圈之间的分布电容影响。 为了减少地电流造成的同相干扰,在安装接地线时,要把变送器两端的管道法兰盘与转换器的外壳都接在同一点上,以减少同相干扰,但不能消除同相干扰。 因此,通常还在转换器的前置放大级采用增加了恒流源的差动放大电路,利用差动放大器的高共模抑制比,使进入转换器输入端的同相干扰信号互相抵消而被抑 制,可以达到很好的效果。同时,为了避免干扰信号, 变送器和转换器之间的信号必须用屏蔽导线传输。 其他应注意的问题 在使用中要注意维护,防止电极与管道间绝缘的破坏,安装时要远离一切磁源(例如大功率电机、变压器等) , 不能有振动。单独、良好的接地也是十分重要的。 接地线应尽量加粗,地电流是同相干扰产生的主要原因。如果变送器附近存在大功率的电器设备,特别是从绝缘不好的等效电路中可以看 出,接地线接地电阻Rn 产生的电压降en通过变送器而发生漏电时,地电流将使各个不同接地点电。 分析系统的电磁干扰原因,通过对电磁流量计实行一系列的抗干扰措施 ,大大抑制和消除了干扰信号对有用的流量信号的影响,提高了测量的准确度,减少了故障率。 |
