電(dian)磁流量(liang)計的工(gong)作以電(dian)磁感應(ying)定律爲(wei)基礎, 産(chan)生的正(zheng)比于被(bei)測流量(liang)的感應(ying)電動勢(shi)通常很(hen)小, 極易(yi)受到外(wai)界電磁(ci)幹擾, 而(er)它本身(shen)産生的(de)電磁幹(gan)擾很小(xiao),因此電(dian)磁🧡流量(liang)計的電(dian)磁😄兼容(rong)性主要(yao)體現在(zai)它如何(he)在惡劣(lie)的電磁(ci)環🌍境下(xia)正常工(gong)作。在惡(e)劣的電(dian)磁環境(jing)下, 電磁(ci)耦合靜(jing)電感應(ying)是電磁(ci)流量計(ji)幹擾噪(zao)聲的主(zhu)要㊙️來源(yuan); 被測流(liu)🏃🏻‍♂️體介質(zhi)特性産(chan)生的電(dian)化學幹(gan)擾噪聲(sheng)是電磁(ci)流💃🏻量計(ji)幹擾噪(zao)聲的第(di)二來源(yuan); 電磁流(liu)量計供(gong)電電源(yuan)的電壓(ya)和頻率(lü)波動等(deng)電源幹(gan)擾噪聲(sheng)是電磁(ci)流量計(ji)幹擾噪(zao)聲🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的第(di)三來源(yuan)。爲滿足(zu)儀表的(de) EMC要求, 智(zhi)能電磁(ci)流量計(ji)分别采(cai)用硬件(jian)和軟件(jian)抗幹擾(rao)技術, 以(yi)提🛀🏻高電(dian)磁流量(liang)計抗幹(gan)擾能力(li)。
1 工頻幹(gan)擾噪聲(sheng)的特點(dian)及電磁(ci)流量計(ji)抗幹擾(rao)技術
　　工(gong)頻幹擾(rao)噪聲首(shou)先是由(you)電磁流(liu)量計勵(li)磁繞組(zu)和流體(ti)、 電極㊙️、 放(fang)大器輸(shu)入回路(lu)的電磁(ci)耦合形(xing)成, 其二(er)是電磁(ci)流量計(ji)工作現(xian)場的工(gong)頻共模(mo)幹擾, 其(qi)三是供(gong)電電🐅源(yuan)引入的(de)工頻串(chuan)模幹擾(rao)等, 其産(chan)生的物(wu)理機理(li)均是電(dian)磁感應(ying)🔱原理。
　　電(dian)磁流量(liang)計勵磁(ci)繞組和(he)流體、 電(dian)極、 放大(da)器輸入(ru)回路的(de)電磁耦(ou)合産生(sheng)的工頻(pin)幹擾對(dui)電磁流(liu)量計工(gong)🌈作影響(xiang)最大, 而(er)且在不(bu)同的勵(li)磁技術(shu)下其表(biao)現的形(xing)态、特性(xing)不同, 因(yin)而采取(qu)抗幹擾(rao)措施也(ye)不同。在(zai)工頻正(zheng)弦波勵(li)磁磁場(chang)下, 此種(zhong)電磁耦(ou)合工頻(pin)幹擾噪(zao)聲表現(xian)形式爲(wei)正交幹(gan)擾, 又稱(cheng)爲變壓(ya)器電勢(shi), 特點💃🏻是(shi)幹擾噪(zao)聲幅🌈值(zhi)和工頻(pin)正弦✔️波(bo)勵磁頻(pin)率成正(zheng)比, 相位(wei)滞後流(liu)量信号(hao)電勢 90? , 且(qie)幅值較(jiao)流量信(xin)号電勢(shi)大幾個(ge)數量級(ji)[ 2] 。直流✔️勵(li)磁、 低頻(pin)矩形波(bo)勵❌磁及(ji)雙頻矩(ju)形波勵(li)磁技術(shu), 可以基(ji)本消除(chu)正交幹(gan)擾的影(ying)響。
　　工頻(pin)共模幹(gan)擾和工(gong)頻串模(mo)幹擾這(zhe)兩種常(chang)見的幹(gan)擾👨‍❤️‍👨, 主要(yao)是由于(yu)電磁屏(ping)蔽缺陷(xian), 分布電(dian)容耦合(he), 電磁流(liu)量計接(jie)地不良(liang)等原因(yin)而産生(sheng), 電磁流(liu)量計采(cai)用輸入(ru)保護技(ji)術、 高輸(shu)入阻抗(kang)、 高共模(mo)抑制比(bi)自舉前(qian)置放大(da)器技術(shu)以及🥰重(zhong)複接地(di)💋技術等(deng)提高抗(kang)工頻幹(gan)擾的能(neng)力。ADMAG AE系列(lie)電磁流(liu)💞量計配(pei)有接☁️地(di)環, 其作(zuo)用♌是通(tong)過與液(ye)‼️體接觸(chu), 建立液(ye)體接地(di), 确保基(ji)準電位(wei)與被測(ce)液體相(xiang)同, 并且(qie)保♻️護流(liu)量計内(nei)襯。
2 電化(hua)學幹擾(rao)噪聲的(de)特點及(ji)電磁流(liu)量計抗(kang)幹擾技(ji)術
2 . 1 電化(hua)學幹擾(rao)噪聲的(de)特點
( 1)電(dian)化學極(ji)化電勢(shi)幹擾是(shi)由于電(dian)極感生(sheng)電動勢(shi)在⛱️兩極(ji)㊙️極性不(bu)同而導(dao)緻電解(jie)質在電(dian)極表面(mian)極化産(chan)生。雖然(ran)采用正(zheng)負交變(bian)勵磁磁(ci)場能顯(xian)著減弱(ruo)極化電(dian)勢的數(shu)量級, 但(dan)不能從(cong)根本🙇‍♀️上(shang)完全消(xiao)除極化(hua)電💚勢幹(gan)擾。
( 2)泥漿(jiang)幹擾是(shi)在測量(liang)液固兩(liang)相導電(dian)性流體(ti)流量時(shi)📱, 固⚽體顆(ke)粒或者(zhe)氣泡擦(ca)過電極(ji)表面時(shi), 電極表(biao)面的接(jie)觸電化(hua)學電勢(shi)突然變(bian)化, 電磁(ci)流量傳(chuan)感器輸(shu)出信号(hao)出現尖(jian)峰脈沖(chong)狀幹擾(rao)噪聲。
( 3)流(liu)體流動(dong)噪聲是(shi)在測量(liang)低導率(lü)液體 ( 100S/ c m 以(yi)下 )流量(liang)時, 電極(ji)的電化(hua)♊學電勢(shi)定期波(bo)動,産生(sheng)随流量(liang)增加而(er)🔱頻率🛀🏻增(zeng)加👄的随(sui)機幹擾(rao)噪聲, 具(ju)有類似(si)泥漿幹(gan)擾的 1/ f頻(pin)譜特性(xing)。
2 . 2電磁流(liu)量計抗(kang)電化學(xue)幹擾技(ji)術
　　電磁(ci)流量計(ji)在提高(gao)抗電化(hua)學幹擾(rao)能力方(fang)面采取(qu)❤️的措施(shi)主要是(shi)低頻矩(ju)形波勵(li)磁和雙(shuang)頻勵磁(ci)技術✨。低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)既具有(you)直流勵(li)磁技術(shu)不産生(sheng)渦💜流效(xiao)應、 變壓(ya)器效應(ying) (正交幹(gan)擾 ) 的特(te)點, 又具(ju)有工頻(pin)🎯正弦波(bo)勵磁基(ji)本不産(chan)生極化(hua)效應, 便(bian)于放大(da)信号🆚處(chu)理,而能(neng)避免直(zhi)流放大(da)器零點(dian)漂移、 噪(zao)聲、 穩定(ding)性等問(wen)題的産(chan)生, 有較(jiao)好的抗(kang)幹擾性(xing)能。
　　低頻(pin)矩形波(bo)勵磁雖(sui)然具有(you)優良的(de)零點穩(wen)定性,但(dan)在測量(liang)泥漿、 紙(zhi)漿等含(han)纖維和(he)固體顆(ke)粒的液(ye)固兩相(xiang)導電性(xing)流體🥰流(liu)量時無(wu)法克服(fu)泥漿幹(gan)擾和流(liu)體🌐噪聲(sheng)幹擾。研(yan)究分析(xi)表明, 泥(ni)漿幹擾(rao)和流動(dong)噪聲具(ju)有 1/ f的頻(pin)譜特征(zheng)。低頻時(shi)幅值大(da), 高頻時(shi)幅❗值小(xiao), 如果💰采(cai)用較高(gao)頻率的(de)低頻矩(ju)形波勵(li)磁則能(neng)大大降(jiang)低👈泥漿(jiang)幹擾的(de)數量級(ji)。因此提(ti)高勵磁(ci)頻率有(you)助于降(jiang)低泥漿(jiang)幹擾和(he)流動噪(zao)聲, 提高(gao)傳感器(qi)輸出信(xin)号的信(xin)噪比。
　　綜(zong)上所述(shu), 要保證(zheng)電磁流(liu)量計的(de)零點穩(wen)定性, 最(zui)好采用(yong)低頻矩(ju)形波勵(li)磁; 爲了(le)能較準(zhun)确地測(ce)量液固(gu)兩相導(dao)電性流(liu)體和💘低(di)導電率(lü)流體的(de)流量, 又(you)必須🈲采(cai)用較高(gao)頻率的(de)矩形✉️波(bo)勵磁。采(cai)用圖 1所(suo)示的雙(shuang)頻♌矩形(xing)波勵磁(ci)的方法(fa)。
2.3雙頻矩(ju)形波勵(li)磁工作(zuo)及抗幹(gan)擾原理(li)
　　在電磁(ci)流量計(ji)測量管(guan)内形成(cheng)含有兩(liang)個頻率(lü)分量💛的(de)電磁場(chang): 高頻勵(li)磁分量(liang)不受液(ye)體幹擾(rao)的影響(xiang), 而低頻(pin)⭕勵磁㊙️分(fen)量則有(you)着極好(hao)的零點(dian)穩定性(xing), 根據高(gao)、 低頻定(ding)時檢測(ce)到的各(ge)📐分量信(xin)号經過(guo)計算, 便(bian)可得✂️到(dao)流量信(xin)号。
　　雙頻(pin)矩形波(bo)勵磁測(ce)量原理(li)如圖 1所(suo)示, 一個(ge)由高低(di)頻分量(liang)叠加而(er)成的電(dian)磁場通(tong)過勵磁(ci)線圈被(bei)施加🔞到(dao)被測液(ye)體中, 勵(li)磁波形(xing)是在一(yi)個低頻(pin)矩形波(bo)上叠加(jia)一個高(gao)于市電(dian)頻率的(de)矩形波(bo)而🤞得到(dao)的波形(xing)❓。在産生(sheng)的電動(dong)勢中, 低(di)頻分量(liang)🔞通過一(yi)個大時(shi)間常數(shu)的積分(fen)電路獲(huo)得一個(ge)零點穩(wen)定性好(hao)的平穩(wen)流💃🏻量信(xin)号。而由(you)漿液或(huo)低電導(dao)率流體(ti)産生的(de)低頻噪(zao)聲可被(bei)不受噪(zao)聲影響(xiang)的高頻(pin)采樣電(dian)路所抑(yi)制, 有着(zhe)同樣時(shi)間常數(shu)的流量(liang)信号經(jing)過一個(ge)差分電(dian)路✔️以确(que)定流速(su)信号的(de)變化, 把(ba)這㊙️兩種(zhong)不同頻(pin)率采樣(yang)🐉所得的(de)信号結(jie)合起來(lai)可獲得(de)一個穩(wen)定流速(su)信号💋, 該(gai)信号不(bu)受💋噪聲(sheng)幹擾, 且(qie)有較高(gao)的零點(dian)穩定性(xing)。

3 . 3電(dian)源幹擾(rao)噪聲特(te)點及電(dian)磁流量(liang)計抗幹(gan)擾技術(shu)

　　電(dian)磁流量(liang)計一般(ban)都采用(yong)工頻交(jiao)流電源(yuan)供電, 其(qi)電源電(dian)🏃🏻‍♂️壓的♻️幅(fu)值和頻(pin)率的變(bian)化都會(hui)給電磁(ci)流量計(ji)帶來電(dian)源性幹(gan)擾噪聲(sheng)。對電源(yuan)電壓的(de)幅值變(bian)化, 因采(cai)用多級(ji)集成穩(wen)壓, 一般(ban)而言電(dian)源電壓(ya)的幅值(zhi)變化對(dui)電磁流(liu)量的測(ce)量精度(du)影響不(bu)大。當⛹🏻‍♀️電(dian)源電壓(ya)☂️的頻率(lü)波動時(shi), 雖然其(qi)波動範(fan)圍有限(xian), 但對電(dian)磁流🏃🏻量(liang)計測量(liang)精度💋影(ying)響較大(da)。爲了解(jie)決工頻(pin)幹擾問(wen)題🌈, 實現(xian)對流體(ti)流速感(gan)應電勢(shi) eab 信号的(de)🐅準确測(ce)量, 需利(li)用以下(xia)基本關(guan)系: 勵💯磁(ci)周期爲(wei)工頻周(zhou)期的整(zheng)數倍, 即(ji)勵磁頻(pin)率爲 50/n H z( n爲(wei)偶數 ); 正(zheng)負勵🏃‍♀️磁(ci)下的同(tong)相位采(cai)樣。圖 2是(shi)對應低(di)頻矩❌形(xing)波勵磁(ci)形式下(xia)的典型(xing)電勢信(xin)号形式(shi), 按上述(shu)關系在(zai)一個勵(li)磁周期(qi)下, 若假(jia)設t 1 和 t 2 點(dian)爲🔴工頻(pin)幹擾的(de)等效幹(gan)擾點☔, 且(qie)采樣寬(kuan)度 T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的(de)基本算(suan)式[ 3] 爲:

　　式(shi) ( 4)從理論(lun)上說明(ming)電磁流(liu)量計的(de)工頻幹(gan)擾有可(ke)克服的(de)⁉️途👉徑, 即(ji)同步采(cai)樣技術(shu), 其方法(fa)是以同(tong)相位 ( t 1= t 2 )、 同(tong)寬度采(cai)樣 (T 1 = T 2 = T )爲前(qian)提的, 采(cai)樣頻率(lü)要選爲(wei)工頻周(zhou)期的🙇‍♀️整(zheng)數倍。這(zhe)樣即使(shi)混有幹(gan)擾信🏃🏻号(hao), 因其采(cai)樣時間(jian)爲完整(zheng)的工頻(pin)周期, 其(qi)平均值(zhi)也爲零(ling), 幹擾電(dian)壓不起(qi)作用。

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