摘要(yào)　在簡要闡(chan)述了電磁(ci)流量計的(de)幾種勵磁(cí)方式🔴的基(ji)☔礎上,分析(xī)了低頻矩(ju)形波勵磁(ci)技術中常(cháng)見的幹擾(rao)🌈及其影響(xiǎng),提出了相(xiàng)應的處理(li)措施,以保(bao)證電🏒磁流(liú)量計的穩(wěn)定運行。
1　引(yin)　　言
　　電磁流(liú)量計 是根(gēn)據法拉第(dì)電磁感應(ying)定律制成(chéng)的一種測(ce)量導電性(xing)液體體🌈積(ji)流量的儀(yi)表。随着微(wei)電子技術(shu)的發展,電(diàn)磁流量計(ji)🆚的勵磁方(fang)式經曆了(le)直流勵磁(cí)、交流勵磁(ci),同時技術(shu)性能有☔了(le)進一步的(de)提高,應用(yong)也越來越(yuè)廣泛。由于(yu)其具有對(duì)液體🏃🏻‍♂️适應(yīng)性較強的(de)特點,在現(xiàn)代工業生(sheng)産中,已成(cheng)爲測量液(yè)體流量的(de)常用儀表(biao)。在現有🆚的(de)電磁流量(liang)計中,交流(liu)低頻矩形(xíng)🈲波勵磁方(fāng)式已♊成爲(wei)主要的勵(lì)🆚磁方式。電(dian)磁流量計(ji)采用交📐流(liu)勵磁雖有(yǒu)一定🐉的優(you)點,但随之(zhī)而來✨的電(diàn)磁幹擾,就(jiu)成爲很麻(má)煩的問🐉題(ti),特别是電(dian)磁幹擾信(xin)号與有用(yòng)的信号混(hun)在一起,它(ta)🤩們不僅成(cheng)分複雜,而(er)且有時候(hou)幹擾信号(hào)還會比流(liú)量信号大(da)[1]。在這種情(qíng)況下☁️怎樣(yàng)抑制和排(pái)除這些幹(gan)擾,提高信(xìn)噪比就成(cheng)了研制和(he)使用電磁(ci)流量計的(de)一個重要(yào)的技術關(guan)鍵問♻️題。
2　低(di)頻矩形波(bo)勵磁技術(shu)中幹擾的(de)分析
　　低頻(pin)矩形波勵(li)磁技術是(shi)結合了直(zhí)流勵磁和(he)交流勵磁(cí)👈技❌術的優(you)點,同時避(bì)免了它們(men)缺點的一(yi)種勵磁技(jì)術低頻矩(jǔ)🔴形波勵磁(ci)技術随着(zhe)集成電路(lu)技術和同(tóng)步🧑🏾‍🤝‍🧑🏼采樣技(ji)術的發展(zhan)和實用化(hua)在電磁流(liu)量計中得(dé)到廣❓泛應(ying)用。它的勵(li)磁磁場波(bō)形[2]如㊙️圖1所(suǒ)示。其🈲頻率(lǜ)通常爲工(gōng)頻的偶數(shu)😄分之一。(一(yi)般爲1/2～ 1/32)。從圖(tu)1(a)中可👉以看(kàn)到在半個(ge)周期内,磁(cí)場是一恒(heng)穩的直流(liú)磁場。它具(jù)有直流勵(lì)磁技術受(shou)電磁幹擾(rǎo)影響小,不(bu)産生渦流(liu)效應,正交(jiāo)幹擾☎️和同(tong)相幹擾小(xiao)等特點;但(dàn)從整個時(shí)間過程看(kàn)又是一個(ge)交變信号(hào),具有正弦(xián)❗波勵磁技(ji)術基本不(bu)産生極化(hua)♊現象,便與(yu)放大和處(chu)理信号。避(bi)免直流放(fàng)大器零點(dian)🈲漂移、噪聲(sheng)等的優點(dian)。所以🐅低頻(pín)🙇🏻矩形波勵(lì)磁技術具(ju)有很好的(de)抗幹擾性(xìng)能。但從圖(tu)1(c)中也可以(yi)看到實際(jì)低頻矩形(xíng)波勵磁方(fang)式中,由于(yú)勵磁電流(liú)矩形波存(cun)在上升沿(yan)和下降沿(yan),在上💋升沿(yán)和下降沿(yan)也必然存(cun)在正交幹(gan)擾,雖然很(hěn)快會✂️消失(shī),但沿越陡(dǒu)正交幹擾(rǎo)電動勢也(yě)越大。
　　另外(wai)除了由于(yú)勵磁電流(liú)引起的正(zheng)交幹擾,在(zai)電磁流💘量(liang)變送器中(zhong),由于兩電(diàn)極的引線(xian)處于交變(bian)磁場中,當(dāng)變送☁️器通(tong)電後,在引(yǐn)線的閉合(he)回路内就(jiù)産生🈲出感(gan)應電動勢(shì)。
3　對抗幹擾(rao)方式的分(fen)析
3.1　變送器(qi)的調零法(fǎ)
　　要消除由(yóu)于“變壓器(qì)效應”産生(shēng)的正交幹(gàn)擾,主要有(you)兩🏒種方法(fa):一種是人(rén)爲的造成(chéng)一個與正(zheng)交幹擾幅(fu)值相🈲同的(de)信号去與(yu)🐇幹擾信号(hào)相互抵消(xiao);另一種是(shi)讓引出線(xian)組成的閉(bì)合回路在(zai)磁場交鏈(liàn)的磁通所(suo)形成的電(dian)流之代數(shù)和爲零[3]。下(xià)面主要讨(tao)論後一種(zhong)方法。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　低(di)頻矩形波(bō)勵磁波形(xíng)

　　如圖(tú)2所示,這種(zhǒng)方法是在(zai)一個電極(ji)上引出兩(liǎng)根導線,分(fen)别接💚在電(dian)位器的兩(liǎng)端,另一個(ge)電極的引(yin)出線和電(dian)位器🔴的中(zhong)端分别接(jiē)到轉換器(qì)的輸入端(duan),即Rsr的兩端(duān)。這樣就形(xing)成了兩個(ge)閉合回路(lu)Ⅰ和♋Ⅱ ,在閉合(he)回路Ⅰ中感(gan)應産生的(de)電動勢e和(hé)閉合回路(lù)Ⅱ中感應産(chǎn)生的電動(dong)勢e′,各自形(xíng)成電流i和(he)i′。i和i′分别經(jīng)過電位器(qi)的中端加(jiā)到轉換器(qi)的輸入電(dian)阻Rsr上。因爲(wèi)這兩個電(diàn)流的🧑🏾‍🤝‍🧑🏼方向(xiang)是相反的(de),當被測液(ye)體的流速(su)爲零時,調(diào)整電位🧡器(qì)中心觸點(diǎn)的位置,可(kě)以找到一(yī)個平衡點(dian),使兩個閉(bì)合回路的(de)電流大小(xiǎo)相等,而方(fāng)向相反,這(zhè)✔️樣就可以(yi)相互抵消(xiāo)。其🤩關系可(kě)✔️用下式表(biǎo)示,因:

　　式中(zhong): r′爲變送器(qi)内阻,R1和R2分(fen)别爲電位(wèi)器左側和(he)右側的電(diàn)阻,f1和f2分别(bié)爲通過回(hui)路Ⅰ和Ⅱ磁通(tong)。因流經轉(zhuǎn)換器🔴輸入(rù)阻抗㊙️Rsr的電(diàn)流i和💯i′之差(cha),即:

　　因此,從(cóng)理論上講(jiǎng),用這樣的(de)方法可以(yi)把因變送(sòng)器産生♈的(de)正交幹擾(rǎo)完全消除(chú)。但由于制(zhi)造工藝的(de)原因,不可(ke)能完全📧消(xiāo)除,所以❤️還(hai)必須采取(qu)其他的措(cuo)施。
3.2　同步采(cǎi)樣技術
　　當(dang)信号連續(xù)時,我們可(kě)使用同步(bù)采樣技術(shù)對信号進(jìn)行采🔅樣[4]。但(dàn)要注意采(cai)樣區域、寬(kuān)度、對稱度(du)、及采樣的(de)起始點的(de)選取,特🔴别(bie)是📧在小流(liú)量情況下(xià),對電磁流(liú)量計的測(cè)量精度有(you)較大的影(ying)響。采樣頻(pin)率要選爲(wèi)工頻周🤟期(qi)的整數倍(bèi)。這樣即🌈使(shǐ)混有幹擾(rǎo)信号因其(qi)采樣時間(jiān)爲完整的(de)工🔞頻周期(qi),其平均值(zhi)也爲零🔴,幹(gàn)擾電壓不(bu)起作用。
3.3　數(shu)字濾波技(ji)術
　　數字濾(lǜ)波技術是(shi)智能儀器(qi)中最常采(cai)用的技術(shu),能夠完成(cheng)模💃拟濾波(bō)器不能完(wán)成的功能(neng),很容易解(jie)決脈沖❄️幹(gàn)擾剔除、數(shù)字🈚電路毛(máo)刺幹擾消(xiāo)除、A/D轉換器(qi)的抗工頻(pín)能力以及(ji)輸入微處(chu)理器數字(zì)的可靠性(xìng)等問題。
3.4　接(jiē)地
　　由于電(dian)磁流量計(ji)中變送器(qi)的輸出信(xìn)号很小,爲(wèi)了提高儀(yí)表抗幹擾(rǎo)的能力,變(bian)送器輸入(rù)回路的零(líng)電位必‼️須(xū)接地[5]。同時(shi),變送器的(de)測量管外(wai)殼接地可(kě)以起屏蔽(bi)作用,減小(xiao)外界和激(ji)磁系統本(běn)身的電磁(ci)場幹擾[6]。必(bi)須✨強調,流(liú)量計一定(dìng)要單獨接(jiē)地。因爲若(ruo)與其他儀(yí)表或電氣(qi)裝置共同(tong)接地,接地(di)📞線中的漏(lou)電流對測(cè)量信号将(jiāng)産生串模(mo)幹擾,嚴重(zhong)時流量🛀計(ji)将⛷️無法工(gōng)作。另外,接(jiē)地點應遠(yuan)離大型🙇‍♀️用(yòng)電器,避免(miǎn)地電流串(chuàn)入流量計(ji),造🙇‍♀️成幹擾(rǎo)源。
4　結束語(yǔ)
　　通過以上(shàng)的分析,對(duì)電磁流量(liang)計中産生(shēng)幹擾的原(yuan)因及解決(jue)的🌈辦法有(you)了大緻的(de)了解。可以(yǐ)看出智能(neng)電磁流量(liàng)計多種抗(kàng)幹擾技術(shu)的采用,使(shǐ)電磁流量(liang)計抗幹擾(rǎo)能力增強(qiáng),精度和可(ke)靠性提🈲高(gāo)更加的适(shì)應于工業(yè)應用現場(chǎng)🐪。

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