電磁(cí)流量計的(de)工作以電(diàn)磁感應定(dìng)律爲基礎(chǔ), 産生的正(zhèng)比于被測(ce)流量的感(gǎn)應電動勢(shì)通常很小(xiǎo), 極易受到(dao)外界電磁(ci)幹👨‍❤️‍👨擾, 而🔆它(tā)本身産生(shēng)的🔆電磁幹(gàn)擾很小,因(yin)此電磁流(liú)量計的電(dian)磁♈兼容性(xìng)🚶主要體現(xiàn)在它如何(he)在惡劣🌈的(de)電磁環境(jing)下正常工(gong)作。在惡劣(liè)的電磁環(huan)境下, 電磁(cí)耦合靜電(diàn)☁️感應是電(dian)磁流量計(ji)幹擾噪聲(shēng)的主要來(lái)源; 被測流(liú)體介質特(tè)性産生的(de)電化學幹(gàn)擾噪聲是(shi)電磁流量(liàng)計幹❌擾噪(zao)聲的第二(èr)來🔆源; 電磁(ci)流量計供(gòng)電電源的(de)電壓和💘頻(pin)率波動等(děng)電源💛幹擾(rǎo)噪聲是電(diàn)磁流量計(jì)幹擾噪聲(sheng)的第三來(lái)源。爲滿足(zú)儀表的 EMC要(yào)求, 智能電(dian)磁流量計(jì)分别采用(yong)硬件和軟(ruǎn)件抗幹擾(rao)技術, 以提(ti)高電磁流(liú)量計🚶抗幹(gan)擾能力。
1 工(gōng)頻幹擾噪(zào)聲的特點(diǎn)及電磁流(liú)量計抗幹(gàn)擾技術
　　工(gōng)頻幹擾噪(zao)聲首先是(shì)由電磁流(liú)量計勵磁(ci)繞組和流(liú)🈲體、 電🌍極、 放(fàng)大器輸入(rù)回路的電(diàn)磁耦合形(xíng)成, 其二是(shi)電磁流量(liàng)計工作現(xian)場的工頻(pin)共模幹擾(rǎo), 其三是供(gòng)電電㊙️源引(yǐn)入的工頻(pín)串模幹🏃🏻‍♂️擾(rǎo)等, 其産生(shēng)的物理機(ji)理均是電(dian)磁感應原(yuán)理。
　　電磁流(liu)量計勵磁(cí)繞組和流(liú)體、 電極、 放(fàng)大器輸入(rù)回🏃‍♀️路🔞的電(diàn)磁耦合産(chǎn)生的工頻(pín)幹擾對電(diàn)磁流量計(jì)工作影響(xiang)最大, 而且(qie)在不同的(de)勵磁技術(shù)下其表現(xiàn)的形态、特(tè)性不同, 因(yin)而采取抗(kang)幹擾措施(shī)也不同。在(zai)工頻正弦(xian)波勵磁磁(ci)場🌈下, 此種(zhong)電磁耦合(he)工頻幹擾(rǎo)噪聲表現(xiàn)形式爲正(zhèng)交幹擾, 又(you)稱爲變壓(ya)器電勢, 特(tè)點♍是幹擾(rao)噪聲幅值(zhí)和工頻正(zheng)弦波勵磁(cí)頻率成正(zhèng)比, 相位滞(zhì)後流量信(xin)👉号電勢 90? , 且(qie)幅值較流(liu)量信号電(diàn)勢大幾個(gè)數量級[ 2] 。直(zhi)流勵磁、 低(dī)頻矩形波(bō)勵磁及雙(shuang)頻❄️矩形波(bō)勵磁技術(shù), 可以基本(ben)消除正交(jiāo)幹擾的影(yǐng)響。
　　工頻共(gong)模幹擾和(he)工頻串模(mó)幹擾這兩(liang)種常見的(de)幹擾🤩, 主要(yao)是由于電(diàn)磁屏蔽缺(que)陷, 分布電(diàn)容耦合, 電(diàn)磁☎️流量計(jì)接地不良(liang)等原因而(ér)産生, 電磁(cí)流量計采(cǎi)用輸入保(bao)護技術、 高(gao)輸入阻抗(kang)、 高共模抑(yi)制比自舉(jǔ)前置放大(da)器技術以(yǐ)及重複接(jie)地技術等(deng)提高抗工(gong)頻幹擾的(de)能力。ADMAG AE系列(lie)電磁流量(liàng)計配有接(jie)地環, 其作(zuo)用是通過(guo)與液體接(jie)觸, 建立液(ye)體接地, 确(que)保基準電(diàn)位與被測(cè)液體相同(tóng)✂️, 并且保護(hù)流量計内(nèi)襯。
2 電化學(xué)幹擾噪聲(shēng)的特點及(jí)電磁流量(liang)計抗幹擾(rǎo)技術
2 . 1 電化(huà)學幹擾噪(zào)聲的特點(dian)
( 1)電化學極(ji)化電勢幹(gan)擾是由于(yu)電極感生(sheng)電動勢在(zài)兩極極性(xing)不同而導(dǎo)緻電解質(zhi)在電極表(biǎo)面極化産(chan)生。雖然采(cai)☎️用正負交(jiāo)變勵磁磁(cí)場能顯著(zhe)減弱極化(hua)電勢的數(shu)量級, 但不(bu)能從根本(ben)上完全消(xiāo)除極化電(diàn)勢幹擾。
( 2)泥(ni)漿幹擾是(shi)在測量液(ye)固兩相導(dao)電性流體(ti)流量時, 固(gù)體顆粒或(huò)者氣泡擦(ca)過電極表(biao)面時, 電極(ji)表面的接(jiē)觸電化學(xue)電勢突然(ran)變化, 電磁(ci)流量傳感(gan)器輸出信(xìn)号出🌍現尖(jiān)峰☎️脈沖狀(zhuang)幹擾噪👄聲(sheng)。
( 3)流體流動(dong)噪聲是在(zai)測量低導(dao)率液體 ( 100S/ c m 以(yi)下 )流量時(shí), 電👌極的電(dian)化學電勢(shì)定期波動(dòng),産生随流(liú)量增加而(ér)頻率增加(jiā)的随機幹(gan)擾噪📐聲, 具(ju)有類似泥(ní)漿幹擾的(de) 1/ f頻譜特性(xing)。
2 . 2電磁流量(liàng)計抗電化(hua)學幹擾技(jì)術
　　電磁流(liú)量計在提(tí)高抗電化(huà)學幹擾能(néng)力方面采(cǎi)取的措🈲施(shi)主要🌐是低(di)頻矩形波(bo)勵磁和雙(shuāng)頻勵磁技(ji)術。低頻矩(ju)形波勵磁(cí)既具有直(zhi)流勵磁技(ji)術不産生(sheng)渦流效應(yīng)、 變壓器效(xiào)應 (正交幹(gàn)擾 ) 的特點(dian), 又具有工(gōng)頻正弦波(bō)勵磁基本(ben)不産生極(ji)化效應, 便(bian)于放大信(xìn)号處理,而(ér)能避免直(zhí)流放大👄器(qi)零點漂移(yi)🏃🏻、 噪聲、 穩定(dìng)性等問題(ti)的産🥵生, 有(yǒu)較好的抗(kang)幹擾性能(neng)。
　　低頻矩形(xíng)波勵磁雖(sui)然具有優(yōu)良的零點(diǎn)穩定性,但(dan)💃🏻在測量泥(ni)漿、 紙漿等(deng)含纖維和(he)固體顆粒(lì)的液固兩(liang)相導電性(xìng)流體流量(liàng)時無法克(ke)服泥漿幹(gan)擾和流體(ti)噪聲幹擾(rao)。研究分析(xi)表明, 泥漿(jiang)幹擾和流(liu)動噪聲具(ju)有 1/ f的頻譜(pu)特征。低頻(pín)時幅值大(da), 高頻時幅(fú)值小, 如果(guo)采用較高(gāo)頻🧑🏽‍🤝‍🧑🏻率的低(di)頻矩形波(bo)勵磁則能(neng)大大降低(dī)🌈泥漿幹擾(rǎo)的數🌏量級(jí)。因此提高(gāo)勵磁頻率(lǜ)有助于降(jiàng)低泥漿幹(gàn)擾和流🈚動(dòng)噪聲, 提高(gao)傳感器輸(shu)出信号的(de)信✌️噪比。
　　綜(zōng)上所述, 要(yao)保證電磁(cí)流量計的(de)零點穩定(dìng)性, 最好采(cai)用☔低頻矩(ju)形波勵磁(ci); 爲了能較(jiao)準确地測(ce)量液固⁉️兩(liang)相✉️導電性(xìng)流💃🏻體和低(dī)導電率流(liú)體的流量(liàng), 又必須采(cǎi)用較高頻(pín)率的矩形(xing)💁波勵磁。采(cai)用圖 1所示(shi)的雙頻矩(ju)形波勵✉️磁(ci)的方法。
2.3雙(shuāng)頻矩形波(bo)勵磁工作(zuo)及抗幹擾(rao)原理
　　在電(dian)磁流量計(jì)測量管内(nèi)形成含有(yǒu)兩個頻率(lü)分量的電(dian)磁場: 高頻(pín)勵磁分量(liàng)不受液體(tǐ)幹擾的影(yǐng)響, 而💃🏻低頻(pin)勵磁分量(liàng)😄則有着極(ji)好的零點(diǎn)穩定性, 根(gen)據高💞、 低頻(pín)定時檢測(cè)到的各分(fen)量信号經(jing)過💞計算, 便(bian)可得到流(liu)量信号。
　　雙(shuāng)頻矩形波(bō)勵磁測量(liang)原理如圖(tu) 1所示, 一個(ge)由高低頻(pin)分量叠加(jiā)而成的電(diàn)磁場通過(guo)勵磁線圈(quan)被施加到(dào)被測液體(ti)中, 勵磁波(bo)形是在一(yi)個低頻矩(ju)形波上叠(dié)加一個高(gao)于市電頻(pín)率的矩形(xing)波而得到(dào)的波形。在(zai)産生的電(diàn)動勢中, 低(di)頻分量通(tong)過一個大(dà)時間常數(shù)的積分電(diàn)路獲得一(yī)個零點穩(wen)定性好的(de)平穩流量(liàng)信号。而由(you)漿💘液或低(dī)電導率流(liu)體産生的(de)低㊙️頻噪🔞聲(sheng)可被不受(shòu)噪聲影響(xiang)的高頻采(cai)樣電路所(suo)抑制, 有着(zhe)同樣時間(jiān)常數的流(liú)量信号經(jīng)過一個差(chà)分電路以(yǐ)确定流速(su)信号的變(biàn)化, 把這兩(liǎng)種不同頻(pin)率采樣所(suǒ)得的信号(hao)結合🈲起來(lai)可獲得一(yi)個穩定流(liú)速信号🌈, 該(gāi)信号不受(shòu)噪聲幹擾(rǎo), 且有較高(gao)的零點穩(wen)定性。

3 . 3電(diàn)源幹擾噪(zào)聲特點及(ji)電磁流量(liang)計抗幹擾(rǎo)技術

　　電磁流(liú)量計一般(bān)都采用工(gong)頻交流電(dian)源供電, 其(qi)電源電壓(yā)的幅🛀🏻值和(hé)頻率的變(bian)化都會給(gěi)電磁流量(liang)計帶來電(dian)源性幹擾(rao)噪聲。對電(diàn)源電壓的(de)幅值變化(huà), 因采用多(duo)🤞級集成穩(wěn)壓, 一✌️般而(ér)言電源電(diàn)壓的幅值(zhí)變化對電(dian)磁👄流量的(de)測量精度(dù)影🔞響不大(da)。當電源電(diàn)壓⭕的頻率(lü)波動時, 雖(sui)然其波動(dòng)範圍有限(xian), 但對電磁(cí)流✏️量計測(ce)量精度影(yǐng)響較大。爲(wèi)了解決工(gōng)頻幹擾問(wen)題, 實現對(dui)流☎️體流速(su)感應電勢(shi) eab 信号的準(zhun)确測量, 需(xū)利🔆用以下(xia)基本關系(xi): 勵🧑🏽‍🤝‍🧑🏻磁周期(qī)爲工頻周(zhou)期的整數(shù)倍🔅, 即勵磁(ci)頻✂️率爲 50/n H z( n爲(wèi)偶數 ); 正負(fù)勵磁下的(de)同相位采(cǎi)樣。圖 2是對(duì)應低頻矩(ju)形波勵🔞磁(ci)形式下的(de)典型電勢(shi)信😘号形式(shi), 按上述關(guān)系在一個(gè)♋勵磁周期(qi)下, 若假設(shè)t 1 和 t 2 點爲工(gōng)頻幹擾的(de)等效幹擾(rǎo)點, 且采樣(yang)寬度 T= T 1 = T 2 , 則 e ab 的(de)基本算式(shi)[ 3] 爲:

　　式 ( 4)從理(lǐ)論上說明(míng)電磁流量(liang)計的工頻(pín)幹擾有可(kě)克☁️服的💔途(tu)徑, 即🈲同步(bu)采樣技術(shu), 其方法是(shi)以同相位(wei) ( t 1= t 2 )、 同寬度采(cǎi)樣 (T 1 = T 2 = T )爲前提(tí)的, 采樣🧑🏽‍🤝‍🧑🏻頻(pin)率要選爲(wei)工頻周期(qi)的整數倍(bei)。這樣即使(shǐ)混有🤞幹擾(rao)信号, 因其(qí)采樣時間(jian)爲完整的(de)工頻周期(qi), 其平均值(zhí)也爲零, 幹(gan)擾電壓不(bú)起作用。

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