電磁(cí)流量計的工作(zuo)以電磁感應定(ding)律爲基礎, 産生(shēng)的正比于被測(cè)流量的感應電(diàn)動勢通常很小(xiǎo), 極易受到外界(jie)電磁幹擾, 而它(ta)本⛹🏻‍♀️身産生的電(dian)磁幹擾很小,因(yīn)此電磁流量計(ji)的電磁兼容性(xìng)主要體現在它(ta)如何在惡劣的(de)電磁環⭐境下正(zheng)常工作。在惡劣(liè)的電磁環境下(xia), 電磁耦合靜電(diàn)感應是電磁流(liú)量計幹擾噪聲(sheng)的主要來源; 被(bèi)測流體介質特(tè)性産生🐅的電化(hua)學幹擾噪聲是(shì)電磁流量計幹(gan)擾噪聲的第二(er)來源; 電磁流量(liàng)計👨‍❤️‍👨供電電源的(de)電壓和頻率波(bo)動等電源幹擾(rǎo)噪聲是電磁流(liu)量計幹擾噪聲(shēng)📐的第三來源。爲(wei)滿足儀表的🐕 EMC要(yao)求, 智能電磁流(liu)量計分别采用(yong)硬件和軟件抗(kang)幹擾技術, 以提(ti)高電磁流量計(ji)抗幹擾能力。
1 工(gong)頻幹擾噪聲的(de)特點及電磁流(liu)量計抗幹擾技(ji)術
　　工頻幹擾噪(zao)聲首先是由電(diàn)磁流量計勵磁(ci)繞組和流🐪體、 電(dian)💜極、 放大器輸入(rù)回路的電磁耦(ǒu)合形成, 其二是(shì)電磁流量計工(gōng)作現場的工頻(pín)共模幹擾, 其三(san)是㊙️供電電㊙️源引(yin)入的工頻✊串模(mó)幹擾等, 其産生(shēng)的物理機理均(jun)是😄電磁感應💯原(yuán)理。
　　電磁流量計(jì)勵磁繞組和流(liu)體、 電極、 放大器(qi)輸入回路的電(dian)磁🛀🏻耦合産生的(de)工頻幹擾對電(dian)磁流量計工作(zuò)影響最大, 而且(qie)在不同的勵磁(ci)技術下其表現(xiàn)的形态、特性不(bu)同, 因而采取抗(kang)幹擾措施👅也不(bú)同。在工頻正弦(xian)波勵磁磁場下(xià), 此種電磁耦合(he)工頻幹擾噪聲(shēng)表現形式爲正(zheng)交幹擾, 又稱爲(wei)變壓器電勢, 特(tè)點是幹擾噪聲(sheng)🎯幅值和工頻正(zhèng)弦波勵磁頻率(lü)成正比, 相位滞(zhì)後⭐流量信号電(diàn)勢 90? , 且幅值較流(liú)量信号電勢大(dà)幾個數量級[ 2] 。直(zhí)流勵磁、 低頻矩(jǔ)形波勵磁及雙(shuāng)頻🔞矩形波勵磁(cí)技術, 可以📐基本(běn)消除正交幹擾(rǎo)的影響。
　　工頻共(gòng)模幹擾和工頻(pín)串模幹擾這兩(liǎng)種常見的幹擾(rao), 主要是由于電(dian)磁屏蔽缺陷, 分(fèn)布電容耦合, 電(dian)磁流量計接地(dì)不💯良等♉原因而(ér)産生, 電磁流量(liang)計采用輸入保(bǎo)護技術、 高輸入(rù)😄阻抗、 高共模抑(yi)制比自舉前置(zhi)放大器技術以(yǐ)及重複接地技(jì)術等提高抗工(gōng)頻😄幹擾的能力(li)。ADMAG AE系列電磁流量(liàng)計配有接地環(huan), 其作用🔞是通過(guo)與液體接觸, 建(jian)立液體接地, 确(què)保基準電位與(yǔ)被測液體相同(tong)🈲, 并且保護流量(liang)計❌内襯。
2 電化學(xue)幹擾噪聲的特(te)點及電磁流量(liàng)計抗幹擾技♍術(shu)
2 . 1 電化學幹擾噪(zào)聲的特點
( 1)電化(hua)學極化電勢幹(gan)擾是由于電極(ji)感生電動勢在(zài)📱兩極🧡極性不同(tong)而導緻電解質(zhì)在電極表面極(ji)化産生。雖然采(cai)用正負交變勵(li)🤞磁磁場能顯著(zhe)減弱極化㊙️電勢(shì)的數量級, 但不(bu)能從根本上完(wan)全消除極化電(diàn)勢幹擾。
( 2)泥漿幹(gan)擾是在測量液(yè)固兩相導電性(xìng)流體流量時, 固(gù)體顆😄粒或者氣(qi)泡擦過電極表(biao)面時, 電極表面(mian)的接觸電化學(xué)電勢突然變化(hua), 電磁流量傳感(gan)器輸出信号出(chū)現尖峰🌈脈沖狀(zhuang)幹擾噪聲。
( 3)流體(ti)流動噪聲是在(zai)測量低導率液(yè)體 ( 100S/ c m 以下 )流量時(shí), 電極的🔴電化學(xue)電勢定期波動(dòng),産生随流量增(zēng)加而頻率增加(jia)的随機幹擾噪(zao)聲, 具有類似泥(ní)漿幹擾的 1/ f頻譜(pu)特性。
2 . 2電磁流量(liang)計抗電化學幹(gan)擾技術
　　電磁流(liú)量計在提高抗(kàng)電化學幹擾能(néng)力方面采取的(de)措施主要是低(di)頻矩形波勵磁(cí)和雙頻勵磁技(jì)術。低頻矩形波(bō)勵磁既具有直(zhí)流勵磁技術不(bú)産生渦流效應(ying)、 變壓器效應 (正(zheng)交幹擾 ) 的特點(diǎn), 又具有工頻正(zhèng)弦波勵磁基本(ben)不産生極化效(xiào)應, 便于放大信(xin)号🔞處理,而能避(bi)免直流放大器(qi)零點漂移、 噪聲(sheng)、 穩定性🚶‍♀️等問題(tí)的産㊙️生, 有較好(hao)的抗幹☔擾性能(néng)。
　　低頻矩形波勵(lì)磁雖然具有優(you)良的零點穩定(ding)性,但在測🔞量🈲泥(ni)漿、 紙漿等含纖(xiān)維和固體顆粒(lì)的液固兩相導(dǎo)電性流體流量(liang)✨時無法克服泥(ni)漿幹擾和流體(ti)噪聲幹擾。研究(jiu)分析表明, 泥漿(jiāng)幹擾和流動噪(zào)聲具有 1/ f的頻譜(pǔ)特征。低頻時幅(fú)值大, 高頻時幅(fu)值小, 如果采用(yòng)較高頻率的低(di)頻矩形波勵磁(ci)則能大大降低(dī)泥漿幹擾的數(shu)☔量級。因此提高(gao)勵磁頻率有助(zhu)于降低泥漿幹(gàn)擾和流動噪聲(sheng), 提高傳感器輸(shu)出信号的㊙️信噪(zao)比。
　　綜上所述, 要(yào)保證電磁流量(liàng)計的零點穩定(ding)性, 最好采用低(dī)💚頻矩⚽形波勵磁(cí); 爲了能較準确(que)地測量液固兩(liǎng)相🐪導電性流體(tǐ)和🏃低導電率流(liú)體的流量, 又必(bì)須采用較高頻(pín)率的矩形波勵(lì)磁。采用圖🈲 1所示(shì)的雙頻矩形波(bo)勵磁的方法。
2.3雙(shuang)頻矩形波勵磁(cí)工作及抗幹擾(rǎo)原理
　　在電磁流(liú)量計測量管内(nei)形成含有兩個(gè)頻率分量🛀🏻的電(dian)磁⛱️場⁉️: 高頻勵磁(ci)分量不受液體(ti)幹擾的影響, 而(er)💃🏻低頻勵磁🈲分量(liang)則有着極🤟好的(de)零點穩定性, 根(gēn)據高🏃‍♂️、 低頻定時(shi)檢測到的各💜分(fèn)量信号經過計(jì)算, 便可得到流(liu)量信号。
　　雙頻矩(jǔ)形波勵磁測量(liàng)原理如圖 1所示(shì), 一個由高低頻(pín)分量叠加而成(chéng)的電磁場通過(guo)勵磁線圈被施(shi)加到被測液體(tǐ)中, 勵磁波形是(shi)在一個低頻矩(jǔ)形波上叠加一(yi)個高于市電頻(pin)率的矩形波而(ér)得到的波形。在(zai)産生的電動勢(shì)中, 低頻分量通(tōng)過一個大時間(jiān)常🤞數的積分電(dian)路獲得一個零(ling)點穩定性好的(de)平穩流量信号(hao)。而由漿液或低(dī)電導率☔流體産(chǎn)生的低🌈頻噪聲(shēng)可被不🏃受噪聲(sheng)🛀影響的高頻采(cǎi)樣電路所抑制(zhi), 有着同樣時間(jiān)常數的流量信(xìn)号經過一個差(chà)分電路以确定(ding)流速信号的變(bian)♋化, 把這兩種不(bú)同頻率采樣所(suo)得的信号結合(he)起來可獲得一(yī)個穩定✊流速信(xìn)号, 該信号不受(shòu)⛹🏻‍♀️噪聲幹擾, 且🈚有(yǒu)👈較高的零點穩(wen)定性。

3 . 3電源幹擾噪(zao)聲特點及電磁(cí)流量計抗幹擾(rao)技術

　　電磁流量計(jì)一般都采用工(gong)頻交流電源供(gòng)電, 其電🏃🏻源電壓(yā)☀️的🐕幅🌈值和頻率(lü)的變化都會給(gei)電磁流量計帶(dai)來電源🐅性幹擾(rao)噪聲。對電源電(diàn)壓的幅值變化(huà), 因采用多級集(ji)成穩壓, 一般而(ér)言電源電壓的(de)幅值變化對電(dian)磁流量的測量(liàng)精度影響不大(da)。當電源電壓😘的(de)頻率波動🈲時, 雖(sui)然其波動範圍(wei)有限🚶‍♀️, 但對電磁(cí)流量計測量精(jing)度影響較大。爲(wèi)了😄解決工頻幹(gàn)擾問題, 實現對(duì)流體流速感應(ying)電勢 eab 信号的準(zhun)确測量, 需利用(yòng)以下基本關系(xi): 勵磁周期爲工(gōng)頻周期的整數(shù)倍, 即勵磁頻率(lǜ)爲 50/n H z( n爲偶數 ); 正負(fù)勵磁下的同相(xiang)位采樣。圖 2是對(dui)應低頻矩形波(bō)勵磁形式下的(de)典型電勢信号(hao)形式, 按上述關(guān)系在一個勵磁(ci)周期下, 若假設(she)t 1 和☔ t 2 點爲工頻幹(gan)擾的等效幹擾(rao)點✨, 且采樣寬度(dù) T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的基🥵本算式(shi)[ 3] 爲:

　　式 ( 4)從理論上(shàng)說明電磁流量(liàng)計的工頻幹擾(rao)有可克服的🔅途(tu)徑, 即📧同步采樣(yàng)技術, 其方法是(shì)以同相位 ( t 1= t 2 )、 同寬(kuān)度采樣 (T 1 = T 2 = T )爲前提(tí)的, 采樣🐇頻率要(yao)選爲工頻周期(qī)的整數倍。這樣(yang)即使混有幹擾(rǎo)信号, 因其采樣(yàng)時間爲完整的(de)工頻周期, 其平(ping)均值也爲零, 幹(gan)擾電壓不起作(zuo)用。

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