摘要　在簡(jian)要闡述了電磁流(liú)量計的幾種勵磁(ci)方式的基礎🌈上,分(fèn)析了低頻矩形波(bo)勵磁技術中常見(jian)的幹擾㊙️及其影響(xiǎng),提出了相應的處(chu)理措施,以保證電(dian)磁流量計的穩定(dìng)運行。
1　引　　言
　　電磁流(liu)量計 是根據法拉(la)第電磁感應定律(lü)制成的一種測量(liang)導🍓電性液體體積(ji)流量的儀表。随着(zhe)微電子技術的發(fā)❤️展,電磁流♈量計的(de)勵磁方式經曆了(le)直流勵磁、交流勵(li)磁,同時技術性能(neng)有了進一步的提(ti)高,應用也越來越(yuè)廣泛。由于其具有(yǒu)對液體♻️适應性較(jiao)強的特點,在現代(dai)工業生産中,已成(chéng)爲測量液體流量(liàng)的常用儀表。在現(xiàn)有的電磁流量計(ji)中,交流低頻矩形(xíng)波勵磁方式已成(chéng)爲主要的勵磁方(fang)式。電🚩磁流量計采(cǎi)用交🏃🏻流勵磁雖有(you)一定的優點,但随(sui)之而來的電磁幹(gan)🐅擾,就成爲很麻煩(fán)的問題,特别是電(dian)磁幹擾信号與✉️有(you)用的信号混在一(yi)起,它👉們不僅成分(fèn)複♍雜,而且有☎️時候(hou)幹擾信号還會比(bi)流量信号大[1]。在這(zhe)種情況下怎樣抑(yi)制和排除這些幹(gan)擾,提高信噪比就(jiu)成了研制和使用(yòng)電磁流量計的一(yi)個重要的技術關(guān)鍵問題。
2　低頻矩形(xing)波勵磁技術中幹(gan)擾的分析
　　低頻矩(jǔ)形波勵磁技術是(shi)結合了直流勵磁(cí)和交流勵磁⭐技術(shù)的優點,同時避免(miǎn)了它們缺點的一(yi)種勵磁技術低頻(pín)矩形波勵磁♻️技術(shù)随着集成電路技(jì)術和同步采樣技(jì)術的發展和實用(yong)化在電磁流量計(ji)中得到廣泛應用(yong)。它的勵磁磁場波(bo)形[2]如圖1所示。其🤞頻(pin)率通常爲⛷️工頻的(de)偶數分之一。(一般(ban)🌂爲1/2～ 1/32)。從圖1(a)中可🔴以看(kan)到在半個周期内(nei),磁場是一恒穩的(de)直流磁場。它具有(you)直流勵磁技術受(shou)電磁幹擾影響小(xiǎo),不産生渦流效應(yīng),正交幹擾和同相(xiàng)幹擾小等特點;但(dàn)從整個時間過程(chéng)看又是一個交變(bian)信号,具有正弦波(bo)勵🚶磁技術基本不(bú)産👈生極化現象,便(bian)與放大和處理信(xin)号。避免直流放大(da)器零點🔴漂移、噪聲(sheng)等的優點。所以低(dī)頻矩形波勵磁技(jì)術具有很好的抗(kàng)幹擾性能。但從圖(tú)1(c)中也🔞可以看到實(shi)際低頻矩形波勵(lì)✂️磁方式中,由于勵(li)磁電流矩形☔波存(cún)在上升沿和下降(jiàng)沿,在上升沿和下(xia)降沿也必然存在(zai)正交幹擾,雖然很(hěn)快會👌消失☔,但沿越(yue)陡正交幹擾電動(dong)勢也越大。
　　另外除(chú)了由于勵磁電流(liú)引起的正交幹擾(rao),在電磁📧流量變✉️送(song)器中,由于兩電極(ji)的引線處于交變(biàn)磁場中,當變送器(qì)通電後,在引線的(de)閉合回路内就産(chǎn)生💚出感應電動勢(shì)。
3　對抗幹擾方式的(de)分析
3.1　變送器的調(diao)零法
　　要消除由于(yu)“變壓器效應”産生(sheng)的正交幹擾,主要(yào)有兩種方法:一種(zhong)是人爲的造成一(yī)個與正交幹擾幅(fú)值相同的信号去(qù)與幹擾信号相互(hu)抵消;另一種是讓(ràng)引出線組成的閉(bi)合回路在磁場交(jiāo)鏈的磁通所形成(cheng)的電流之代數💚和(hé)爲零[3]。下面主要讨(tǎo)論後一種方法。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖(tú)1　低頻矩形波勵磁(cí)波形

　　如圖2所示,這(zhe)種方法是在一個(ge)電極上引出兩根(gēn)導線,分别接在電(dian)位器的兩端,另一(yī)個電極的引出線(xian)和電👣位器的中端(duan)分别接😄到轉換器(qi)的輸入端,即Rsr的兩(liang)端。這樣就形成了(le)兩個閉合回路Ⅰ和(hé)Ⅱ ,在閉合回路Ⅰ中感(gan)應産🔅生的電動勢(shi)e和閉合回路Ⅱ中感(gan)應産生的電動勢(shì)e′,各自形成電流i和(hé)☔i′。i和i′分别經過💜電位(wei)器的中端加到轉(zhuǎn)換🔞器的輸入電阻(zu)Rsr上。因爲這兩個電(diàn)流的方向是相反(fǎn)的,當被測液體的(de)流速爲零時,調整(zhěng)電位器中心觸點(dian)的位✨置,可以找到(dao)一個平衡點,使兩(liǎng)個閉合回路的電(diàn)流大小相等,而方(fang)向相反,這樣就可(kě)以相互抵消。其關(guan)系可用下式表示(shi),因:

　　式中: r′爲變送器(qì)内阻,R1和R2分别爲電(diàn)位器左側和右側(ce)的電🏃🏻阻,f1和f2分别爲(wei)通過回路Ⅰ和Ⅱ磁通(tōng)。因流經轉換器輸(shu)入阻抗Rsr的電流i和(hé)i′之差🌈,即:

　　因此,從理(li)論上講,用這樣的(de)方法可以把因變(bian)送器産生🍉的♌正交(jiao)幹擾完全消除。但(dàn)由于制造工藝的(de)原🏃🏻因,不可能㊙️完全(quán)消除,所以還必須(xū)采取其他的措施(shī)💃。
3.2　同步采樣技術
　　當(dang)信号連續時,我們(men)可使用同步采樣(yàng)技術對信号進行(hang)采樣[4]。但⭕要注意采(cai)樣區域、寬度、對稱(chēng)度、及采樣的起始(shi)點🚩的選取,特别是(shi)在小流量情況下(xia),對電磁流量計的(de)測量🍓精度有較大(da)的影響。采樣頻率(lü)要選爲工頻周期(qi)的整數🐉倍。這樣即(jí)使混有幹擾信号(hao)因㊙️其采樣時間爲(wèi)完整的工頻周期(qī),其平均值也爲零(ling),幹擾電壓不起作(zuò)用。
3.3　數字濾波技術(shu)
　　數字濾波技術是(shi)智能儀器中最常(cháng)采用的技術,能夠(gou)🌈完成模拟濾波器(qì)不能完成的功能(neng),很容易解決脈沖(chòng)幹擾剔除、數字🈲電(dian)路❗毛刺幹擾消除(chu)、A/D轉換器的抗工頻(pín)🏃‍♀️能力以及輸入微(wēi)處理器數字的可(ke)靠性等問題。
3.4　接地(di)
　　由于電磁流量計(ji)中變送器的輸出(chū)信号很小,爲了提(tí)🚶高♉儀⭐表👉抗幹擾的(de)能力,變送器輸入(rù)回路的零電位必(bì)須接地[5]。同時,變🈲送(sòng)器的測量管外殼(ke)接地可以起屏蔽(bì)作用,減小外界和(he)激磁系統本身的(de)電磁場幹擾[6]。必須(xū)強調,流量計一定(ding)要單獨接地。因爲(wèi)若與其他儀表或(huo)電氣裝置共同接(jie)地,接地線中的漏(lou)電流對測量信号(hào)将産生串模幹擾(rao),嚴重時流量計将(jiāng)無法工作。另外,接(jiē)地點應✏️遠離大型(xing)❌用電器,避免地💰電(dian)流串入流量計,造(zào)成幹擾源。
4　結束語(yu)
　　通過以上的分析(xī),對電磁流量計中(zhōng)産生幹擾的原因(yin)及解決的辦法有(you)了大緻的了解。可(kě)以看出智能電磁(ci)流量⁉️計多種抗幹(gan)擾技術的采用,使(shi)電磁流量計抗幹(gàn)擾能力增強,精度(dù)和可靠性提高更(gèng)加的适應于工業(ye)🚶應用現場🧑🏾‍🤝‍🧑🏼。

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