所謂科寶電磁流量計是指根據法拉第電磁感應定律,來測量導電性液體體積流量的儀表。它可在層流、紊流、脈動流量以及產生流線振動等情況下對流體進行流量測 量。由于其流量管光滑,壓力損失小,測量范圍寬,準確度高,反應靈敏,能獲得與流量成比例的信號,加之其測量管直通,便于清洗和滅菌消毒,因此它 在用于特殊衛生要求的醫藥和食品工業中得到了廣泛的應用。 于液體中所感應出的電勢數值很小,所以要引入高放大倍數的放大器,然而這樣就使得電磁流量計特別容易受外界電磁場的干擾,即使很微弱的信號在經過高倍 放大后,對結果的影響也是巨大的,這樣勢必會大大地影響儀表的準確度,對控制系統的穩定性、可靠性也構成很大的隱患。所以研究電磁流計的所受的電磁干 擾及相應對策就顯得特別有必要。這里有幾點不成熟的看法,與大家共同探討。 由于本系統需在劣勢的現場環境中使用,對抗干擾性和可靠性具有較高的要求,因此在系統開發和設計過程中,將提高系統抗干擾性和可靠性作為-項重要的內 容。根據一般電磁流量計系統的特點,要從硬件優化方面討論如電磁耦合、靜電感應是電磁流量計產性干擾噪聲的重要來源。在電磁流量變速器中,由于兩電極 的引線處于交變磁場中，當變速器通電后 ,在引線的閉合回路內就產“生出感應電動勢。這種干擾信號疊加到測量信號中,影響了系統的運行。各種勵磁方式產生會 帶來不同的電磁干擾問題。直流勵磁方式易產生極化干擾,交流勵磁方式易產生正交干擾( 90度干擾)、同相干擾(即工頻干擾)等。由于實際應用中多采用交流 勵磁方式,因此以下主要闡述交流勵磁下的干擾問題及抑制。 KOBOLD流量計正交干擾及其抑制或消除方法 正交干擾是指在相位上與流量信號相差90度的干擾。電磁流量變送器采用交流勵磁方式時,要產生一個交變的磁場,而由電極、引出線、被測介質和轉換器的輸入 電路所組成的閉合回路,正處于干擾交變磁場中、閉合回路不可能與變送器的交變磁場產生的磁力線平行,總會有一部分交變的磁力線穿過該閉合回路 ,從而 在回路內產生一個干擾電動勢,期小為: 對于交流勵磁, B=Bmsin ( wt )則有: 比較可知,測量信號E與干擾信號et的頻率相同,相位差90°。因此稱et為90°干擾,又稱正交干擾。在電磁流量計中,從變送器和轉換器兩部分采取措施,來消除 或抑制90干擾。 從變頻器部分采取措施 在變送器的結構上,注意使閉合回路的平面保持與交變磁力線平行,避免磁力線穿過閉合回路,并設有干擾調整機構,以減少干擾信號et。另外,在變送器上設置 調零電位器。從-般電極引出二根導線,并分別繞過磁極形成兩個回路,當有磁力線穿過此閉合回路,必然在兩個回路內產生方向相反的感應電勢。因此,在兩個 回路中有相反方向的電流I1、12。 通過調整電位器,使兩個回路中產生的電流|1、I2在轉換器的輸入電阻上產生的電勢相互抵消,減少90°干擾信號。 從轉換器部分采取措施 對于正交干擾,除了變送器的干擾調整機構調零以外,轉換器中也要設置抗干擾機構,以消除變送器中剩余的正交干擾信號。否則,這些剩余的正交干擾信號同樣 會被放大器放大,嚴重影響儀表正常工作。為此,在主放大器的輸出端設置抑制抑制和補償90干擾的機構,經主放大器放大后的90*干擾信號,被鑒別和分離出 來,然后再反饋到主放大器的輸入端,以抵消輸入端進來的90°干擾信號。 同相干擾及其抑制方法 同相干擾工頻干擾或共模干擾,是指在同一-瞬間出現在變送器的兩個電極上,并且幅值和相位都相同的干擾信號。當流量為零時,即被測液體靜止不動時,所測得 的同相信號就是同相干擾信號。對于同相干擾,抑制的方法較多。在變送器方面,將電極和勵磁線圈在幾何形狀、尺寸以及性能參數上做得均衡對稱,并分別嚴格 屏蔽，以減少電極與勵磁線圈之間的分布電容影響。 為了減少地電流造成的同相干擾,在安裝接地線時,要把變送器兩端的管道法蘭盤與轉換器的外殼都接在同一點上,以減少同相干擾,但不能消除同相干擾。 因此,通常還在轉換器的前置放大級采用增加了恒流源的差動放大電路,利用差動放大器的高共模抑制比,使進入轉換器輸入端的同相干擾信號互相抵消而被抑 制,可以達到很好的效果。同時,為了避免干擾信號, 變送器和轉換器之間的信號必須用屏蔽導線傳輸。 其他應注意的問題 在使用中要注意維護,防止電極與管道間絕緣的破壞,安裝時要遠離一切磁源(例如大功率電機、變壓器等) , 不能有振動。單獨、良好的接地也是十分重要的。 接地線應盡量加粗,地電流是同相干擾產生的主要原因。如果變送器附近存在大功率的電器設備,特別是從絕緣不好的等效電路中可以看 出,接地線接地電阻Rn 產生的電壓降en通過變送器而發生漏電時,地電流將使各個不同接地點電。 分析系統的電磁干擾原因,通過對電磁流量計實行一系列的抗干擾措施 ,大大抑制和消除了干擾信號對有用的流量信號的影響,提高了測量的準確度,減少了故障率。 |
