您好,三畅仪表官方网站欢迎您●!

单位换算|官方微信|加入收藏|联系三畅

电磁流量计

超凡电竞资讯

联系超凡电竞

电磁流量计在造纸厂纸料配浆流量计量中的抗干扰分析与解决措施

来源:作者:发表时间:2022-03-22 15:49:06

 干扰源发出的干扰信号经过耦合通道到达电 磁 流 量计,对其控制造成不利的影响。针对干扰的三个环节,即干扰源、干扰传播途径及受干扰设备,电磁流量计有以下抗干扰措施。 

 
(1)抑制干扰源产生的电磁干扰。①屏蔽:在电磁流量计和干扰体之间采用屏蔽隔离,以控制电场、磁场和电磁波对电磁流量计的感应和辐射。②滤波:对电磁流量计 的测量信号采用滤波器进行滤波,滤除干扰杂波信号,保 留有用信号。③接地:用金导体或导线把电磁流量计转换测量电路的公共参考点与大地连接。④布线:避免信号线与动力电缆靠近平行敷设,以减少电磁干扰。
(2)分析现场干扰源,切断干扰的传播途径。 
(3)选择抗电磁干扰能力强的电磁流量计[5]。
 
 
一、电磁流量计微分干扰和工频干扰的消除
信号中往往同时存在微分干扰和工频干扰信号,在信号处理电路中的低通滤波往往很难将工频干扰完全滤出。采用同步采样和工频补偿技术,以抑制流量信号电势中混入工频干扰和工频电源频率波动产生工频干扰,并有效除微分干扰。同步采样技术,采样开始时间滞后激磁信号1/4个周期,其采用脉宽为工频周期的偶数倍,消除微分干扰的同时使流量信号电势中工频干扰平均值等于零,以消除工频干扰的影响;工频电源的频率波动补偿是保证频率的动态波动中,激磁电源和采样脉冲得以同步调整,真正实现同步采样技术和同步激磁技术,同步A/D转换,降低了微分干扰和工频干扰的影响。
 
二、电磁流量计零点漂移消除
所谓零点漂移,就是当传感器的输入信号为零时,放大器的输出并不是零。零点漂移的信号会在各级放大的电路间传递,经过多级放大后,在输出端成为较大的信号,由于传感器输出的有用信号较弱,零点漂移就可能将有用信号淹没,使电路无法正常工作。因此为了抑制零点漂移,采用三运放的差动电路输入,实现对大内阻的微弱信号采集,以抑制共模信号的引入。一级放大电路之后采用隔直电容,滤除基线零点漂移,防止直流信号过大,超出A/D转换的输入范围。
 
三、电磁流量计其他去除干扰的措施
对于由电磁流量计传感器的“变压器效应”所产生的正交干扰,采用“变送器调零法”来消除。软件设计方面,采用数字滤波技术与掉电保护技术,软件指令冗余措施,可有效提高输入微处理器数字的可靠性。
 
1.2 电磁流量计的干扰源分析
        转换器的流量信号由传感器所提供 ,是一种电压信号 ,即电极间的电位差。在测量实践中 ,受静电感应、电磁感应、电化学电势等因素的影响 ,致使电极上的电压不仅与流速成比例形成电动势 ,而且还包含多种干扰成分 ,主要来源于以下方面 :
        1)在电磁流量计的工作现场拥有大量工频信号 ,导致耦合在激磁回路、前端放大器、电极的工频干扰噪声严重影响电磁流量计测量的准确性。
        2)电磁流量计在低频矩形波激磁的作用下会产生干扰 ,这主要是由于激磁电流突变而导致微分干扰信号的产生。与此同时 ,干扰信号会随着电流的稳定而逐步消失。
        3)电磁流量传感器上的变压器效应也会产生相位上与流量信号形成 90°的正交干扰信号。
        4)部分电磁屏自身存在接地与屏蔽不良、电容杂散等弊端 ,极易导致返回电流不平衡 ,进而引发共模干扰 ,甚至造成某些电路电位变化 ,这是致使电磁流量计零点漂移的重要因素之一。在此情况下 ,产生的高辐射电场会不断恶化电磁兼容性。
        5)电路板设计在未充分考虑电磁兼容性的情况下会造成串模干扰 ,进而导致信号质量下降 ,尤其对于模拟电路和高速走线而言 ,会造成严重的不良影响。
        6)在感应电场作用下 ,被测液体中电解质会在电极表面产生极化现象 ,形成电化学极化电动势干扰 ,进而造成电磁流量计零点漂移。
 
2 电磁流量计抗干扰的有效措施
2.1 抗正交干扰的措施
        所谓的正交干扰具体是指在相位上与流量信号之间的差为90°的干扰。当电磁力量计的变送器以交流励磁方式运行时 ,会形成一个交变的磁场 ,而闭合电路则处于该磁场当中 ,由于该闭合电路无法与电磁流量计的变送器交变磁场产生出来的磁力线处于平行状态 ,致使会有一部分交变磁力线从该闭合线路当中穿过 ,这样一来便会在回路当中形成一个干扰电动势。想要有效抑制或消除正交干扰对电磁流量计的影响 ,可从变送器和信号转换器这两个部分分别采取措施 ,具体内容如下 :
        1)从变送器上采取抗干扰措施。应当尽可能使闭合回路的平面与交变磁力线保持平行 ,这样便可以防止磁力线从闭合回路当中穿过的情况发生 ,同时可设置干扰调整机构 ,借此来减少干扰信号。此外 ,还可以在变送器上设置调零电位器 ,通过该电位器能够使两个回路当中产生出来的电流的电势互相抵消 ,从而达到消除正交干扰信号的目的。
        2)从信号转换器上采取抗干扰措施?稍谧黄鞯敝猩柚每垢扇呕 ,借此来消除变送器中残余的正交干扰信号 ,具体做法是在主放大器输出端设置补偿和抑制正交干扰的机构。
 
2.2 软件抗干扰技术
        在 EPROM 中 ,电磁流量计固化的软件与硬件相配合不仅要确保电磁流量计正常功能的实现 ,还必须具备较强的容错能力和抗干扰能力 ,构建起功能完善的应用程序。
        1)数字滤波技术。该技术是智能仪器中使用**为广泛的技术 ,拥有模拟滤波器所不具备的功能 ,主要包括消除脉冲干扰、A/D 转换器的抗工频能力、消除数字电路毛刺干扰、保障输入微处理器数字的可靠性等。
        2)程控放大器技术。该技术能够解决电磁流量计量程自动转换问题 ,通过增益控制以达到削弱微分干扰峰值导致放大器过载的目的 ,有利于处理流量信号电势 ,增强抗微分干扰能力。
 
2.3 同步采样抗干扰技术
        在信号连续的状态下 ,可采用同步采样技术实施采样。但必须注意的是 ,选取的采样区域、对称度、宽度、起始点在小流量的影响下 ,会导致电磁流量计难以达到测量精度。为此 ,采样频率应当选取工频周期的整数倍 ,如此做法可以确保在混有干扰信号的采样时间为工频周期的情况下 ,免于电压的干扰。
 
2.4 接地抗干扰措施
        通常情况下 ,受变送器输出信号较小的影响会导致电磁流量计的抗干扰能力降低 ,所以应当将变动器输入电路的零电位进行单独接地处理 ,不仅可以起到屏蔽的作用 ,还能够有效减少激磁系统本身电磁场干扰的影响。此外 ,电磁流量计接地必须选择远离大型用电器的地点 ,以达到防止电流串入的目的。