摘要(yao):電磁(ci)流量(liang)計在(zai)我國(guo)工業(ye)、制造(zao)業及(ji)其他(ta)行業(ye)🚩的應(ying)用十(shi)分廣(guang)泛，在(zai)液體(ti)流量(liang)測量(liang)方面(mian)起到(dao)了不(bu)可替(ti)代的(de)重要(yao)作用(yong)。由于(yu)流量(liang)計測(ce)量的(de)正确(que)程度(du)直接(jie)影響(xiang)到了(le)生産(chan)質量(liang)，測量(liang)誤差(cha)可🥵能(neng)會對(dui)生産(chan)過程(cheng)造成(cheng)巨大(da)的經(jing)濟損(sun)失，因(yin)💋此，通(tong)過研(yan)究電(dian)磁流(liu)量計(ji)精度(du)的影(ying)響因(yin)素，分(fen)析提(ti)升測(ce)量精(jing)度的(de)方法(fa)和測(ce)量過(guo)程😄中(zhong)的抗(kang)幹擾(rao)能力(li)🌈具有(you)十分(fen)重要(yao)的意(yi)義。
　　随(sui)着我(wo)國科(ke)學技(ji)術和(he)經濟(ji)的不(bu)斷發(fa)展與(yu)進步(bu)，電磁(ci)流量(liang)計在(zai)我國(guo)的工(gong)業、技(ji)術檢(jian)測和(he)管理(li)等很(hen)多領(ling)域得(de)到了(le)廣泛(fan)的使(shi)用，電(dian)磁流(liu)量計(ji)具有(you)良好(hao)的☀️耐(nai)腐蝕(shi)性，并(bing)具備(bei)可靠(kao)性高(gao)、适應(ying)性強(qiang)的特(te)點。近(jin)年🥵來(lai)，各個(ge)領域(yu)在不(bu)斷探(tan)索新(xin)技術(shu)的同(tong)時，對(dui)電磁(ci)流量(liang)計的(de)正确(que)程度(du)和穩(wen)定性(xing)也提(ti)出了(le)更高(gao)的要(yao)求👨‍❤️‍👨。能(neng)夠影(ying)響電(dian)磁流(liu)量計(ji)精度(du)的因(yin)素有(you)很多(duo)，但隻(zhi)要明(ming)确了(le)主💜要(yao)的幹(gan)擾因(yin)素，就(jiu)能夠(gou)有針(zhen)對性(xing)地利(li)用💛軟(ruan)硬件(jian)技術(shu)來降(jiang)低幹(gan)擾因(yin)素對(dui)測量(liang)精度(du)的影(ying)響🤩，有(you)效提(ti)升🏃‍♂️電(dian)磁流(liu)量計(ji)工作(zuo)的可(ke)靠性(xing)。
1基本(ben)原理(li)介紹(shao)
　　電磁(ci)流量(liang)計是(shi)以法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)爲理(li)論基(ji)礎而(er)制造(zao)的一(yi)種流(liu)量計(ji)。電磁(ci)流量(liang)計在(zai)工作(zuo)時由(you)磁路(lu)👉系統(tong)産生(sheng)直流(liu)或交(jiao)流磁(ci)場，用(yong)以提(ti)供測(ce)量所(suo)需的(de)磁💯場(chang)環境(jing)，當被(bei)測液(ye)體在(zai)導管(guan)中💞通(tong)過磁(ci)場區(qu)域時(shi)，會做(zuo)切割(ge)磁力(li)線運(yun)動，此(ci)時就(jiu)可以(yi)通過(guo)電極(ji)傳感(gan)器将(jiang)導管(guan)内的(de)流量(liang)轉換(huan)成爲(wei)感應(ying)電勢(shi)信号(hao)，并将(jiang)信号(hao)傳遞(di)給轉(zhuan)換器(qi)。轉換(huan)器将(jiang)獲取(qu)的各(ge)種不(bu)🏃‍♀️同的(de)流量(liang)信号(hao)進行(hang)分析(xi)、對比(bi)和放(fang)大，最(zui)終轉(zhuan)換成(cheng)爲标(biao)準的(de)信号(hao)輸出(chu)給積(ji)算儀(yi)，積算(suan)儀通(tong)過對(dui)信号(hao)♋的處(chu)理，将(jiang)測得(de)的流(liu)量在(zai)儀表(biao)上顯(xian)示，并(bing)對測(ce)🎯量結(jie)🌈果進(jin)行一(yi)定的(de)記錄(lu)，其基(ji)🌍礎工(gong)作流(liu)程如(ru)圖1所(suo)示。

2電(dian)磁流(liu)量計(ji)精度(du)影響(xiang)因素(su)分析(xi)
　　電磁(ci)流量(liang)計的(de)幹擾(rao)信号(hao)有很(hen)多，這(zhe)些幹(gan)擾信(xin)号會(hui)和實(shi)際的(de)流量(liang)信号(hao)相混(hun)合，産(chan)生一(yi)種十(shi)分複(fu)雜的(de)數據(ju)處理(li)情況(kuang)。因此(ci)，要提(ti)高電(dian)磁流(liu)量計(ji)對液(ye)體的(de)測量(liang)精度(du)，就必(bi)須對(dui)這🔅些(xie)幹擾(rao)信号(hao)産生(sheng)的原(yuan)因進(jin)行分(fen)析與(yu)✂️總結(jie)，以便(bian)有針(zhen)對性(xing)地采(cai)取抗(kang)幹擾(rao)措施(shi)，電磁(ci)流量(liang)計的(de)常見(jian)影響(xiang)因素(su)如下(xia)。
2.1正交(jiao)幹擾(rao)
　　電磁(ci)流量(liang)計的(de)磁路(lu)系統(tong)包含(han)有兩(liang)個勵(li)磁線(xian)圈，而(er)導管(guan)内的(de)液體(ti)與傳(chuan)感器(qi)電極(ji)及轉(zhuan)換器(qi)結構(gou)組成(cheng)了一(yi)個閉(bi)合的(de)🍓回路(lu)👣，如圖(tu)2所示(shi)。理論(lun)情況(kuang)下，磁(ci)力線(xian)👄(圖中(zhong)B)應與(yu)閉合(he)回路(lu)相平(ping)行，但(dan)✌️是由(you)于裝(zhuang)配過(guo)程中(zhong)的誤(wu)差，導(dao)♋緻磁(ci)力線(xian)不可(ke)能完(wan)🥵全平(ping)行于(yu)㊙️這一(yi)閉合(he)⁉️回路(lu)，出現(xian)部分(fen)磁力(li)線成(cheng)🔞一定(ding)角度(du)穿過(guo)回路(lu)的現(xian)象，這(zhe)引起(qi)了即(ji)使沒(mei)有液(ye)體流(liu)動的(de)情況(kuang)下，傳(chuan)🐅感器(qi)的電(dian)極上(shang)也會(hui)産生(sheng)感應(ying)電動(dong)勢，就(jiu)形成(cheng)了正(zheng)交幹(gan)擾💜的(de)基本(ben)形式(shi)。
　　當磁(ci)力線(xian)圈中(zhong)的電(dian)流發(fa)生變(bian)化時(shi)，由于(yu)傳感(gan)器電(dian)極的(de)作用(yong)☎️，在磁(ci)場發(fa)生轉(zhuan)變的(de)過程(cheng)中，兩(liang)個電(dian)極所(suo)形成(cheng)🌍的閉(bi)合回(hui)路會(hui)産生(sheng)相反(fan)的感(gan)應電(dian)壓，當(dang)磁場(chang)再次(ci)發生(sheng)變化(hua)時，傳(chuan)感器(qi)的電(dian)磁回(hui)路♻️又(you)會再(zai)次産(chan)生相(xiang)反的(de)感應(ying)電壓(ya)。由于(yu)磁力(li)線圈(quan)磁場(chang)的變(bian)化總(zong)是由(you)一個(ge)穩📞定(ding)狀态(tai)向另(ling)一個(ge)穩定(ding)狀态(tai)進行(hang)轉變(bian)🥵，再由(you)此狀(zhuang)态轉(zhuan)變爲(wei)原狀(zhuang)态，因(yin)此，所(suo)引起(qi)的電(dian)極反(fan)向感(gan)應電(dian)壓也(ye)具有(you)相似(si)的特(te)質，說(shuo)明正(zheng)交幹(gan)擾的(de)産♻️生(sheng)隻與(yu)磁力(li)線圈(quan)的磁(ci)場變(bian)化有(you)關，與(yu)實際(ji)被測(ce)的液(ye)體流(liu)🍓量無(wu)關。因(yin)此，磁(ci)力線(xian)📱圈的(de)勵磁(ci)頻率(lü)是正(zheng)交幹(gan)擾強(qiang)弱的(de)主要(yao)影響(xiang)因素(su)。
2.2同相(xiang)幹擾(rao)
　　在電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)中，部(bu)分主(zhu)磁通(tong)會在(zai)流體(ti)内部(bu)形成(cheng)正交(jiao)幹擾(rao)的閉(bi)合渦(wo)電流(liu)，由于(yu)交變(bian)電流(liu)的産(chan)生會(hui)🐇導緻(zhi)🛀出現(xian)交變(bian)磁場(chang)，而引(yin)起與(yu)之正(zheng)交相(xiang)連的(de)♋二次(ci)磁通(tong)産生(sheng)，同時(shi)因二(er)次磁(ci)通的(de)影響(xiang)，又會(hui)引起(qi)與二(er)次磁(ci)通正(zheng)交相(xiang)連的(de)渦電(dian)流産(chan)生，這(zhe)就是(shi)同向(xiang)幹擾(rao)産生(sheng)的主(zhu)要原(yuan)因。
　　下(xia)式是(shi)由正(zheng)交幹(gan)擾公(gong)式經(jing)過微(wei)分得(de)到的(de)同向(xiang)幹👉擾(rao)公式(shi)，通🐕過(guo)🏒公示(shi)可知(zhi)，同相(xiang)幹擾(rao)與流(liu)量信(xin)号相(xiang)位相(xiang)同，大(da)小與(yu)流⭕量(liang)無關(guan)，因此(ci)很難(nan)将同(tong)向幹(gan)擾産(chan)生的(de)信号(hao)與流(liu)量🐕信(xin)号進(jin)行分(fen)離，隻(zhi)能通(tong)過減(jian)少磁(ci)路系(xi)統的(de)勵磁(ci)頻率(lü)來降(jiang)低同(tong)向幹(gan)擾信(xin)号的(de)影響(xiang)。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式中(zhong):er爲同(tong)相幹(gan)擾電(dian)壓;f爲(wei)爲勵(li)磁頻(pin)率;ω和(he)t爲常(chang)量
2.3串(chuan)模幹(gan)擾與(yu)共模(mo)幹擾(rao)
　　串模(mo)幹擾(rao)是在(zai)單端(duan)信号(hao)輸入(ru)的同(tong)時，還(hai)有多(duo)種幹(gan)擾信(xin)♊号與(yu)其🌍疊(die)加在(zai)一起(qi)成爲(wei)前置(zhi)放大(da)器的(de)輸入(ru)信号(hao)。若幹(gan)擾信(xin)号過(guo)大，容(rong)🔞易導(dao)緻放(fang)大器(qi)飽和(he)而無(wu)法正(zheng)常工(gong)作。當(dang)設備(bei)存在(zai)漏磁(ci)💃問題(ti)時，也(ye)會在(zai)周圍(wei)形成(cheng)很強(qiang)的交(jiao)變磁(ci)👉場，從(cong)而會(hui)引起(qi)串模(mo)幹擾(rao)的形(xing)🏃‍♂️成。爲(wei)了降(jiang)低🔴串(chuan)模幹(gan)擾産(chan)生的(de)影響(xiang)，現階(jie)段的(de)流量(liang)傳感(gan)器通(tong)常将(jiang)“零阻(zu)值”的(de)被測(ce)⁉️流體(ti)作爲(wei)轉換(huan)放大(da)器的(de)接地(di)端，而(er)傳感(gan)器的(de)兩個(ge)電極(ji)作爲(wei)放大(da)器的(de)輸入(ru)端，這(zhe)就很(hen)好的(de)🙇🏻抑制(zhi)了幅(fu)度相(xiang)等和(he)極性(xing)相同(tong)👨‍❤️‍👨的串(chuan)模幹(gan)擾。共(gong)模幹(gan)擾主(zhu)要是(shi)✍️由于(yu)靜電(dian)幹擾(rao)引起(qi)的，一(yi)般情(qing)況下(xia)，共模(mo)幹擾(rao)不會(hui)直接(jie)影響(xiang)測量(liang)的結(jie)⛱️果，但(dan)是若(ruo)轉換(huan)放大(da)器的(de)🔴輸入(ru)參數(shu)存在(zai)不對(dui)稱問(wen)題時(shi)🍉，共模(mo)幹擾(rao)就會(hui)轉變(bian)爲串(chuan)模幹(gan)擾來(lai)影響(xiang)最終(zhong)☀️的測(ce)量結(jie)果，将(jiang)電解(jie)質與(yu)金屬(shu)材🍓料(liao)圈和(he)電極(ji)進行(hang)屏蔽(bi)能夠(gou)有效(xiao)地降(jiang)✔️低共(gong)模幹(gan)擾的(de)影響(xiang)。
2.4直流(liu)幹擾(rao)
　　在被(bei)測液(ye)體與(yu)電極(ji)和接(jie)液部(bu)件接(jie)觸過(guo)程中(zhong)，電解(jie)質中(zhong)的正(zheng)負離(li)子會(hui)分别(bie)作定(ding)向運(yun)動，這(zhe)會使(shi)被測(ce)液體(ti)在電(dian)極和(he)接液(ye)部件(jian)之間(jian)形成(cheng)電位(wei)差，通(tong)常将(jiang)📧這種(zhong)現象(xiang)稱爲(wei)極化(hua)現象(xiang)。如圖(tu)3所示(shi)，理💜論(lun)上來(lai)說，兩(liang)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼電極(ji)A和B對(dui)接液(ye)部件(jian)的電(dian)位e1、e2大(da)小相(xiang)等、方(fang)🙇🏻向相(xiang)反，此(ci)㊙️時兩(liang)電極(ji)的電(dian)位差(cha)等于(yu)零。但(dan)是，若(ruo)兩❌電(dian)極的(de)材質(zhi)☎️或表(biao)面狀(zhuang)态存(cun)在差(cha)異，此(ci)時A、B電(dian)極之(zhi)間的(de)電位(wei)差就(jiu)不爲(wei)零，這(zhe)就形(xing)成了(le)極化(hua)電壓(ya)，極化(hua)電壓(ya)與共(gong)模狀(zhuang)态的(de)電壓(ya)e3一起(qi)疊加(jia)在流(liu)量信(xin)号中(zhong)，被輸(shu)入轉(zhuan)換器(qi)的差(cha)動放(fang)大器(qi)。當極(ji)化電(dian)壓過(guo)大，則(ze)會對(dui)差動(dong)放大(da)🧡器的(de)輸入(ru)端造(zao)成💁較(jiao)大影(ying)響，導(dao)緻信(xin)号無(wu)法放(fang)大或(huo)🥵流量(liang)信号(hao)的輸(shu)出波(bo)動過(guo)大，從(cong)而降(jiang)低了(le)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)精度(du)。

3電磁(ci)流量(liang)計的(de)抗幹(gan)擾方(fang)式
　　由(you)于電(dian)磁流(liu)量計(ji)測量(liang)精度(du)的幹(gan)擾因(yin)素很(hen)多，且(qie)電磁(ci)流量(liang)計的(de)工作(zuo)條件(jian)通常(chang)也比(bi)較惡(e)劣，電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量準(zhun)确🈚程(cheng)度除(chu)受到(dao)系統(tong)内部(bu)産生(sheng)的信(xin)号幹(gan)擾外(wai)，還會(hui)不可(ke)避免(mian)的受(shou)到多(duo)種環(huan)㊙️境因(yin)素的(de)影響(xiang)，電磁(ci)流量(liang)計測(ce)量的(de)誤差(cha)，會給(gei)生産(chan)帶來(lai)重大(da)的經(jing)濟損(sun)失。因(yin)此，提(ti)升流(liu)量計(ji)的可(ke)靠性(xing)與測(ce)量精(jing)度，減(jian)少幹(gan)擾對(dui)測量(liang)值的(de)影響(xiang)程🌈度(du)，是電(dian)磁流(liu)量計(ji)發展(zhan)必須(xu)要做(zuo)的工(gong)作。
3.1硬(ying)件抗(kang)幹擾(rao)技術(shu)
(1)電源(yuan)端所(suo)産生(sheng)的幹(gan)擾是(shi)電子(zi)産品(pin)較爲(wei)常見(jian)的精(jing)度幹(gan)擾因(yin)素，由(you)于這(zhe)種幹(gan)擾無(wu)法完(wan)全被(bei)去除(chu)，隻能(neng)通過(guo)減小(xiao)幹擾(rao)💃脈沖(chong)的幅(fu)度來(lai)降低(di)其影(ying)響。在(zai)實際(ji)❄️工作(zuo)中🥰常(chang)采用(yong)在交(jiao)流進(jin)線端(duan)串接(jie)入🈚低(di)通LC濾(lü)波器(qi)的方(fang)式來(lai)實現(xian)，這種(zhong)方法(fa)在實(shi)際的(de)工作(zuo)中産(chan)生了(le)🤞顯著(zhe)地效(xiao)果💚。
(2)傳(chuan)輸電(dian)纜所(suo)産生(sheng)的雜(za)散電(dian)磁場(chang)會通(tong)過感(gan)應和(he)輻射(she)的方(fang)式進(jin)👅入信(xin)道而(er)産生(sheng)幹擾(rao)，利用(yong)雙芯(xin)屏蔽(bi)電纜(lan)能🌂夠(gou)實現(xian)較長(zhang)線路(lu)傳輸(shu)的抗(kang)幹擾(rao)功能(neng)。對于(yu)環境(jing)更爲(wei)✌️惡劣(lie)的情(qing)況，爲(wei)提高(gao)抗幹(gan)擾能(neng)力，可(ke)采用(yong)光電(dian)隔離(li)方式(shi)将系(xi)統🚩控(kong)制部(bu)分❓與(yu)I/O口部(bu)分分(fen)開，并(bing)采✍️用(yong)雙電(dian)源供(gong)電來(lai)降低(di)幹擾(rao)産生(sheng)的精(jing)度影(ying)響。
(3)除(chu)了有(you)針對(dui)性的(de)抵抗(kang)幹擾(rao)之外(wai)，還可(ke)以采(cai)取增(zeng)加硬(ying)件的(de)♈方式(shi)提升(sheng)系統(tong)的整(zheng)體抗(kang)幹擾(rao)能力(li)。例如(ru):選擇(ze)和使(shi)用抗(kang)幹擾(rao)能力(li)強的(de)單片(pian)機;使(shi)用硬(ying)件看(kan)門📱狗(gou)電路(lu);使用(yong)電壓(ya)檢測(ce)電路(lu);盡可(ke)能使(shi)用單(dan)片機(ji)的🔴内(nei)部程(cheng)序存(cun)儲器(qi)和内(nei)部數(shu)據存(cun)儲器(qi)等。
3.2軟(ruan)件抗(kang)幹擾(rao)技術(shu)
(1)通過(guo)在系(xi)統程(cheng)序的(de)關鍵(jian)位置(zhi)插入(ru)部分(fen)單字(zi)節指(zhi)令或(huo)将🧑🏾‍🤝‍🧑🏼單(dan)字節(jie)指令(ling)進行(hang)重寫(xie)，從而(er)達到(dao)恢複(fu)“跑飛(fei)”程序(xu)的目(mu)🤩的，這(zhe)✍️種方(fang)法稱(cheng)之爲(wei)指令(ling)冗餘(yu)。指令(ling)冗餘(yu)的主(zhu)要🔴方(fang)法包(bao)括以(yi)下兩(liang)點:一(yi)⛷️是在(zai)雙💋字(zi)節指(zhi)令和(he)‼️3字節(jie)指令(ling)之後(hou)插入(ru)兩個(ge)單字(zi)節NOP指(zhi)令，以(yi)保證(zheng)其後(hou)的指(zhi)令不(bu)被拆(chai)散。二(er)是對(dui)于程(cheng)序流(liu)向起(qi)決定(ding)作用(yong)的指(zhi)令和(he)某些(xie)對系(xi)統工(gong)作狀(zhuang)态有(you)重要(yao)作用(yong)的指(zhi)令的(de)後面(mian)，可重(zhong)複寫(xie)上這(zhe)些指(zhi)令，以(yi)确保(bao)這些(xie)指令(ling)的正(zheng)确執(zhi)行。
(2)若(ruo)“跑飛(fei)”程序(xu)進入(ru)非程(cheng)序區(qu)或者(zhe)表格(ge)區時(shi)，指令(ling)冗餘(yu)則❄️無(wu)法起(qi)到抗(kang)幹擾(rao)的目(mu)的，此(ci)時可(ke)采用(yong)設置(zhi)軟件(jian)陷阱(jing)對🤩“跑(pao)飛”程(cheng)序進(jin)行攔(lan)截，軟(ruan)件陷(xian)阱能(neng)将“跑(pao)飛”程(cheng)序引(yin)向某(mou)一位(wei)置，再(zai)通過(guo)編制(zhi)的程(cheng)✂️序對(dui)“跑飛(fei)”程序(xu)進行(hang)恢複(fu)。
(3)某些(xie)程序(xu)被幹(gan)擾後(hou)容易(yi)陷入(ru)死循(xun)環模(mo)式，通(tong)過程(cheng)序監(jian)視技(ji)術，能(neng)夠及(ji)時發(fa)現運(yun)行超(chao)時的(de)程序(xu)，并采(cai)用相(xiang)應的(de)方式(shi)使程(cheng)📐序複(fu)位，保(bao)證程(cheng)序的(de)正常(chang)運行(hang)🔆。
4結語(yu)
　　總之(zhi)，在保(bao)證電(dian)磁流(liu)量計(ji)基本(ben)使用(yong)功能(neng)的前(qian)提下(xia)，通過(guo)對現(xian)階段(duan)技術(shu)的影(ying)響因(yin)素進(jin)行分(fen)析，就(jiu)能夠(gou)有針(zhen)對性(xing)地降(jiang)低幹(gan)擾對(dui)測量(liang)結果(guo)産生(sheng)的影(ying)響，從(cong)而保(bao)證電(dian)磁流(liu)量計(ji)工♌作(zuo)過程(cheng)的可(ke)靠性(xing)，避免(mian)因測(ce)量不(bu)準确(que)而導(dao)緻的(de)經濟(ji)損失(shi)和事(shi)故發(fa)生。

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