電磁流(liu)量計
作(zuo)爲一種(zhong)依靠電(dian)磁作用(yong)原理工(gong)作的流(liu)量儀表(biao),在使用(yong)的過程(cheng)中會受(shou)到外部(bu)的各種(zhong)幹擾,用(yong)戶在安(an)裝過程(cheng)中要特(te)🐉别注意(yi)避免因(yin)爲外部(bu)的不良(liang)測量環(huan)境對于(yu)儀表🙇♀️造(zao)成的♋影(ying)響,針🚶對(dui)于電磁(ci)流量計(ji)在使用(yong)過程🏃🏻中(zhong)受到的(de)最主要(yao)的幹擾(rao)類型❗做(zuo)一個簡(jian)🐇單的描(miao)述。
目前(qian)在工業(ye)生産中(zhong)普遍使(shi)用的電(dian)磁流量(liang)計,一般(ban)☀️都采用(yong)⚽50Hz電源提(ti)供直接(jie)供電,最(zui)後輸出(chu)一個和(he)流量成(cheng)正比的(de)電流🌈信(xin)号(0-10mA或4-2OmA)。電(dian)磁流量(liang)變送器(qi)産生的(de)流量信(xin)号爲mV級(ji)交流信(xin)号💁,通常(chang)設定流(liu)體平均(jun)速度爲(wei)1 m/s, 流量信(xin)号爲1mV或(huo)0.5mV。實際測(ce)量中取(qu)得的電(dian)級信号(hao)除流量(liang)信号外(wai)還混雜(za)着同相(xiang)、正交和(he)共模等(deng)幹擾信(xin)号,特别(bie)是交流(liu)勵磁時(shi)幹擾電(dian)壓的幅(fu)值較高(gao),可達數(shu)十mV或更(geng)大,勢必(bi)嚴重影(ying)響測量(liang)。因此,抑(yi)制和消(xiao)除幹擾(rao)曆來是(shi)電磁流(liu)量🚶♀️的關(guan)鍵。
1. 正交(jiao)幹擾信(xin)号及抑(yi)制産生(sheng)的原因(yin)及影響(xiang)
所謂正(zheng)交幹擾(rao)信号是(shi)指其相(xiang)位和被(bei)側流量(liang)信号相(xiang)差90度,且(qie)不随流(liu)量變化(hua),造成這(zhe)種幹擾(rao)信号主(zhu)要有兩(liang)個原因(yin)。
一是在(zai)電極引(yin)線、放在(zai)輸人阻(zu)抗和被(bei)測介質(zhi)構成的(de)輸人㊙️回(hui)路中,由(you)于交變(bian)電磁場(chang)的作用(yong),産生一(yi)個附加(jia)的感應(ying)電♌勢,該(gai)電勢✨和(he)流體的(de)平均流(liu)速無關(guan),并且和(he)流量信(xin)🔆号電勢(shi)☎️相位成(cheng)90度。
由式(shi)中可知(zhi)感應電(dian)勢E和正(zheng)弦磁場(chang)B是同相(xiang)位的,而(er)由于正(zheng)弦交變(bian)磁場與(yu)輸人回(hui)路交鏈(lian)産生的(de)附加🧑🏽🤝🧑🏻幹(gan)擾電勢(shi)en爲
除上(shang)述原因(yin)外,産生(sheng)正交幹(gan)擾的另(ling)一個原(yuan)因是交(jiao)變磁🐇通(tong)在📞被測(ce)導電流(liu)體中産(chan)生渦流(liu)。如果磁(ci)場在電(dian)極兩側(ce)産生💋的(de)渦流不(bu)對稱,那(na)麽兩電(dian)極之間(jian)也㊙️會産(chan)生附加(jia)的✏️正交(jiao)幹擾電(dian)勢差。消(xiao)除正交(jiao)幹擾的(de)方法很(hen)多,目前(qian)主要采(cai)用的方(fang)法,一個(ge)是🌈利用(yong)信号引(yin)出線路(lu)自動補(bu)償,另一(yi)個是在(zai)主放級(ji)中對于(yu)90度🌈幹擾(rao)信号進(jin)行深度(du)負反饋(kui),而後采(cai)用相敏(min)電路,使(shi)👌正交幹(gan)擾🥵大大(da)削弱.通(tong)常⛱️是同(tong)時采取(qu)這兩種(zhong)措施。
關(guan)于信号(hao)引線自(zi)動消除(chu)的方法(fa)如圖4-28所(suo)示。圖中(zhong)電極A引(yin)出兩根(gen)線和電(dian)位器R、串(chuan)接。電極(ji)B的引線(xian)通過下(xia)🙇🏻一環節(jie)前置放(fang)大級的(de)輸人電(dian)阻(即爲(wei)電極引(yin)出信💃号(hao)的負載(zai)電阻⭐RL) RL和(he)電位器(qi)的滑動(dong)觸點相(xiang)連,這就(jiu)構成兩(liang)個與磁(ci)力線垂(chui)🐪直的回(hui)路。調節(jie)滑動觸(chu)點的位(wei)❄️置,使兩(liang)回路中(zhong)電流相(xiang)等,則在(zai)兩電極(ji)間的流(liu)體中🌈,無(wu)正交感(gan)應電流(liu)流過,這(zhe)樣就⛹🏻♀️可(ke)大部分(fen)消除👄正(zheng)交♉幹擾(rao)。
其餘引(yin)人的正(zheng)交幹擾(rao)經過主(zhu)放大器(qi)後,經過(guo)對90度幹(gan)💚擾信号(hao)的相敏(min)整流,驅(qu)動由旁(pang)熱式熱(re)敏電阻(zu)組成的(de)交流不(bu)平衡電(dian)橋,再将(jiang)不平衡(heng)輸出引(yin)至主放(fang)🧡大器的(de)輸人端(duan)構成負(fu)反饋,從(cong)而就可(ke)有效地(di)抑制殘(can)餘的90度(du)☂️幹擾信(xin)号。
2.同相(xiang)幹擾信(xin)号及抑(yi)制産生(sheng)的原因(yin)及影響(xiang)
同相幹(gan)擾是指(zhi)兩個電(dian)極分别(bie)對地有(you)一幅值(zhi)和相⭐位(wei)📞相同的(de)✌️幹🐅擾信(xin)号,産生(sheng)同相幹(gan)擾的原(yuan)因主要(yao)有兩個(ge)📐。
一是由(you)于激磁(ci)繞組和(he)電極之(zhi)間的靜(jing)電感應(ying)引起的(de)同相🔴幹(gan)擾❤️,如圖(tu)4-29所示,在(zai)激磁繞(rao)組和電(dian)極A, B之間(jian)存在絕(jue)緣電🔴阻(zu)RM和分布(bu)✂️電容Cf,激(ji)磁電壓(ya)通過RM和(he)Cf及兩電(dian)極之間(jian)的内阻(zu),對地産(chan)生同相(xiang)的幹擾(rao)電勢et。
二(er)是由地(di)電流引(yin)起的同(tong)相幹擾(rao)電勢。如(ru)果在流(liu)最計附(fu)😍近存📐在(zai)大功率(lü)的電器(qi)設備,特(te)别是因(yin)絕緣不(bu)🈲好而發(fa)生漏電(dian)時,地電(dian)流将使(shi)不同接(jie)地點電(dian)位不同(tong),如圖4-30所(suo)示,檢測(ce)器電極(ji)和被測(ce)介質相(xiang)接觸,而(er)轉🐕換器(qi)是接地(di)的。由于(yu)被測介(jie)質🔴和轉(zhuan)換器的(de)接地點(dian)🛀不同,這(zhe)樣一來(lai)由地電(dian)流造成(cheng)的兩不(bu)同接地(di)點的電(dian)位差被(bei)引人轉(zhuan)換器,構(gou)成幹🔞擾(rao)電勢et。
爲(wei)了消除(chu)幹擾對(dui)于電磁(ci)流量計(ji)的影響(xiang),對于靜(jing)電效應(ying),應🌈采取(qu)嚴格的(de)屏蔽措(cuo)施,使分(fen)布電容(rong)大大減(jian)小,同時(shi)降🐇低激(ji)磁電壓(ya)。對🔴于地(di)電流造(zao)成的幹(gan)擾,應盡(jin)量遠離(li)大電功(gong)率電器(qi)設備,使(shi)轉換器(qi)、被測介(jie)質、管道(dao)一點接(jie)地,也可(ke)采取轉(zhuan)換器“浮(fu)空”措施(shi)。轉換器(qi)的前置(zhi)放大級(ji)采用差(cha)分👣輸人(ren)電路。
3.電(dian)源電壓(ya)與頻率(lü)波動影(ying)響補償(chang)電源電(dian)壓的波(bo)動将使(shi)磁🤟場強(qiang)度發生(sheng)變化,這(zhe)将直接(jie)影響流(liu)量信号(hao)E的數值(zhi)。
電源頻(pin)率的變(bian)化引起(qi)鐵損和(he)激磁線(xian)圈感抗(kang)的波🈚動(dong),因而也(ye)将造成(cheng)流量信(xin)号E的波(bo)動。爲了(le)補償上(shang)述參數(shu)波動造(zao)成的測(ce)量誤差(cha),轉換器(qi)中應用(yong)霍爾元(yuan)件構成(cheng)的乘法(fa)器進行(hang)深度負(fu)反饋,使(shi)輸出電(dian)流直接(jie)和流量(liang)成正比(bi),而與電(dian)源的波(bo)動無關(guan)。
由以上(shang)可知,采(cai)用低頻(pin)方波勵(li)磁不僅(jin)各種幹(gan)擾的電(dian)壓幅🌈值(zhi)大大下(xia)降,而且(qie)抑制方(fang)式也大(da)爲簡化(hua)。
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