電(dian)磁流量計的工作(zuò)以電磁感應定律(lǜ)爲基礎, 産生的正(zhèng)比于被測流量的(de)感應電動勢通常(cháng)很小, 極易受到外(wai)界電☎️磁幹擾, 而它(tā)本㊙️身産生的電磁(ci)幹擾很小,因此電(dian)磁🔆流量計的電磁(cí)兼容性主要體現(xiàn)在它如何在惡劣(liè)的電磁環境下正(zhèng)常工作。在惡劣的(de)電磁環境下, 電磁(cí)耦合靜電感應是(shì)電磁流量計幹擾(rao)🛀噪聲的主要來源(yuán); 被測流體介質特(tè)性産生的電化學(xué)幹擾🧑🏾‍🤝‍🧑🏼噪聲是電磁(ci)流量計幹擾噪聲(sheng)的第二來源; 電磁(ci)流量計供電電源(yuan)的電壓和🧡頻率波(bō)動等電源幹⭐擾噪(zao)聲是電磁流量計(jì)幹擾噪聲的第三(san)來源。爲滿足儀表(biao)的 EMC要求, 智能電磁(ci)流量計分☁️别采用(yong)硬件和👈軟件抗幹(gan)擾技術, 以提高電(dian)磁流量計抗幹擾(rao)能力。
1 工頻幹擾噪(zào)聲的特點及電磁(ci)流量計抗幹擾技(ji)術
　　工頻幹擾噪聲(sheng)首先是由電磁流(liu)量計勵磁繞組和(he)流體、 電極、 放大器(qi)輸入回路的電磁(ci)耦合形成, 其二是(shi)電🐆磁流量計工作(zuò)♊現場的工頻共模(mo)幹擾, 其三是供電(diàn)電源引入的工頻(pin)串模幹擾等, 其産(chan)生的物理機理均(jun)是電磁感應原理(li)。
　　電磁流量計勵磁(ci)繞組和流體、 電極(jí)、 放大器輸入回路(lu)的電😘磁耦㊙️合産生(sheng)的工頻幹擾對電(dian)磁流量計工作影(yǐng)💃響最大, 而且在不(bú)同的勵磁技術下(xià)其表現的形态、特(tè)性不同, 因而采取(qǔ)抗幹擾措施☁️也不(bu)同。在工頻正弦波(bō)勵磁磁場下, 此種(zhǒng)電磁耦合工頻幹(gàn)擾噪聲表現形式(shì)㊙️爲正交幹擾, 又稱(cheng)爲變壓👨‍❤️‍👨器電勢, 特(tè)點🈚是幹擾噪聲幅(fu)☎️值和工頻正弦波(bō)勵磁頻率成正比(bǐ)⭐, 相位滞後流量信(xìn)号電勢 90? , 且幅值較(jiao)流量信号電勢大(da)幾個數量級[ 2] 。直流(liu)勵磁、 低頻矩形波(bo)勵磁及雙頻矩形(xíng)波勵💘磁技術, 可以(yǐ)基本消除正交幹(gàn)擾的影響。
　　工頻共(gòng)模幹擾和工頻串(chuàn)模幹擾這兩種常(chang)見的幹擾, 主🧑🏽‍🤝‍🧑🏻要是(shi)由于電磁屏蔽缺(quē)陷, 分布電容耦合(hé), 電磁🏃‍♀️流量計接地(di)不良等原因而産(chǎn)生, 電磁流量計采(cai)用輸入保護技術(shù)、 高輸入🔅阻抗、 高✌️共(gòng)模抑制比自舉前(qian)置放大器技術以(yǐ)及重複接地技術(shu)等提高抗工頻幹(gan)擾的能力。ADMAG AE系列電(diàn)磁流🈲量計配有接(jiē)地環, 其作用是通(tong)過與液體接觸, 建(jiàn)立液體接地, 确保(bao)基準電位🌈與被測(cè)液體相同, 并且保(bao)護流量計内襯。
2 電(dian)化學幹擾噪聲的(de)特點及電磁流量(liang)計抗幹擾技術
2 . 1 電(dian)化學幹擾噪聲的(de)特點
( 1)電化學極化(huà)電勢幹擾是由于(yú)電極感生電動勢(shi)在兩極極性不同(tóng)而導緻電解質在(zài)電極表面極化産(chǎn)生。雖然采用正負(fu)交🎯變勵磁磁場能(néng)顯著減弱極化電(diàn)勢的數量級, 但不(bu)能從根本上完全(quan)消除極化電勢幹(gàn)擾。
( 2)泥漿幹擾是在(zài)測量液固兩相導(dao)電性流體流量時(shí), 固體顆粒或🌈者氣(qi)泡擦過電極表面(miàn)時, 電極表面的🥵接(jie)觸電化學電勢突(tū)然變化, 電磁流量(liang)傳感器輸出✏️信号(hao)出現尖峰脈沖狀(zhuang)幹擾噪聲。
( 3)流體流(liu)動噪聲是在測量(liàng)低導率液體 ( 100S/ c m 以下(xià) )流量時, 電極的🌈電(dian)化學電勢定期波(bo)動,産生随流量增(zēng)加而頻率增加的(de)随機幹擾噪聲, 具(ju)有類似泥漿幹擾(rǎo)的🏃 1/ f頻譜特性。
2 . 2電磁(cí)流量計抗電化學(xué)幹擾技術
　　電磁流(liú)量計在提高抗電(dian)化學幹擾能力方(fāng)面采取的措施主(zhu)👣要是低頻矩形波(bō)勵磁和雙頻勵磁(cí)技術。低頻矩形波(bō)勵磁既具有直流(liu)勵磁技術不産生(sheng)渦♈流效應👣、 變壓器(qi)效應 (正交幹擾 ) 的(de)特點, 又具有工頻(pín)正弦波勵磁基本(ben)不産生極化🐆效應(yīng), 便于放大信号處(chu)理,而能避免直流(liú)放大器零點漂移(yi)、 噪聲、 穩定性等問(wen)題的産生, 有較好(hao)的抗幹😘擾性能。
　　低(dī)頻矩形波勵磁雖(sui)然具有優良的零(ling)點穩定性,但在測(ce)量泥漿、 紙漿等含(hán)纖維和固體顆粒(lì)的液固兩相導電(dian)性㊙️流體流量㊙️時無(wu)法克服泥漿幹擾(rao)和流體噪聲幹擾(rǎo)。研究分析表😄明, 泥(ni)漿幹擾和🌏流動噪(zào)聲具有 1/ f的頻譜特(tè)征。低頻時幅值大(da), 高頻時幅值小, 如(ru)果采用較高頻率(lǜ)的低頻矩👉形波勵(lì)磁則能大大降低(di)泥漿幹擾的數量(liàng)級。因此提高💘勵磁(cí)頻率有助于降🍉低(dī)泥漿幹擾和流👅動(dong)噪聲, 提高傳感🐉器(qi)輸出信号的信噪(zao)比。
　　綜上所述, 要保(bao)證電磁流量計的(de)零點穩定性, 最好(hǎo)采用低頻矩形波(bo)勵磁; 爲了能較準(zhǔn)确地測量液固兩(liǎng)相導電🙇‍♀️性流體和(he)低導電率流體的(de)流量, 又必須🤟采用(yong)較高頻率的矩形(xíng)波勵磁🍉。采用圖🆚 1所(suǒ)示的雙頻矩形波(bō)勵磁的方法。
2.3雙頻(pín)矩形波勵磁工作(zuo)及抗幹擾原理
　　在(zài)電磁流量計測量(liang)管内形成含有兩(liang)個頻率分量的電(diàn)磁場: 高頻勵磁分(fèn)量不受液體幹擾(rǎo)的影響, 而低頻勵(lì)磁分量則有着極(ji)好的零點穩定性(xìng), 根據高、 低頻定時(shi)檢測到的各分量(liàng)信🆚号經過計算, 便(bian)可得到流量信🌏号(hào)。
　　雙頻矩形波勵磁(cí)測量原理如圖 1所(suo)示, 一個由高低頻(pin)分量叠加而成的(de)電磁場通過勵磁(ci)線圈被施加到被(bèi)🈲測液體中, 勵磁波(bō)形是在一個低頻(pin)矩形波上叠加一(yi)個高于市電頻率(lü)的矩👈形波而得到(dao)的波形。在産生的(de)電動勢中♉, 低頻分(fen)量通過一個大時(shi)間常💔數的積分電(dian)路獲得一個❌零點(diǎn)穩定性好的平穩(wen)流量信号。而由漿(jiāng)🌈液或低電導率流(liú)體産生的低頻噪(zào)聲可被不受噪聲(sheng)影響的高頻采樣(yang)電路所抑制, 有着(zhe)同樣時間常數的(de)流量信号經過一(yī)個🤩差分電路👉以确(que)定流速信号的變(bian)化, 把這兩種不同(tong)頻率采樣♈所得的(de)信号結合起來可(kě)獲得一個穩定流(liu)速信号, 該信号不(bu)受噪聲幹擾, 且有(you)較高的零點穩定(dìng)性。

3 . 3電源幹(gàn)擾噪聲特點及電(diàn)磁流量計抗幹擾(rao)技術

　　電(dian)磁流量計一般都(dōu)采用工頻交流電(diàn)源供電, 其電源電(dian)壓的幅值和頻率(lü)的變化都會給電(dian)磁流量計帶來電(dian)源性幹擾噪🏃‍♂️聲。對(duì)電源電壓的幅值(zhi)變化, 因‼️采用多級(jí)集成穩壓, 一般而(er)言電源電壓的幅(fú)值變化對電磁流(liú)量的測量精度影(yǐng)響不大。當電源電(dian)壓♊的頻率波動時(shi), 雖然其波動範圍(wéi)有限, 但對電磁流(liú)🥰量計測量精㊙️度影(yǐng)響較大。爲了解決(jue)工頻幹擾🔞問題, 實(shi)現對流📧體流速感(gan)應電勢 eab 信号的準(zhun)确測量, 需利用以(yi)下基本關系: 勵磁(cí)周期爲工頻周期(qi)的整數倍☎️, 即勵磁(ci)頻💃率爲 50/n H z( n爲偶數 ); 正(zheng)負勵磁下的同相(xiàng)位采樣。圖 2是對應(ying)低頻矩📞形波勵磁(cí)形式下的典型電(diàn)勢信号形式, 按上(shàng)述關系在一個勵(li)磁周期下, 若假設(shè)t 1 和 t 2 點爲工頻幹擾(rǎo)的等效幹擾點, 且(qiě)采樣寬度 T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的基(ji)本算式[ 3] 爲:

　　式 ( 4)從理(lǐ)論上說明電磁流(liú)量計的工頻幹擾(rao)有可克服🌈的🔴途⛹🏻‍♀️徑(jìng), 即💘同步采樣技術(shù), 其方法是以同相(xiàng)位 ( t 1= t 2 )、 同寬度采樣 (T 1 = T 2 = T )爲(wei)前提的, 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(líng), 幹擾⭕電壓不起作(zuo)用。

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