摘(zhai)要　在簡(jian)要闡述(shu)了電磁(ci)流量計(ji)的幾種(zhong)勵磁方(fang)式的📧基(ji)礎上,分(fen)析了低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)技術中(zhong)常見的(de)幹擾💯及(ji)其影響(xiang),提出了(le)相應的(de)處理措(cuo)施,以保(bao)證電磁(ci)流量計(ji)的穩定(ding)運行。
1　引(yin)　　言
　　電磁(ci)流量計(ji) 是根據(ju)法拉第(di)電磁感(gan)應定律(lü)制成的(de)一種測(ce)量導🔴電(dian)性液體(ti)體🐇積流(liu)量的儀(yi)表。随着(zhe)微電子(zi)技術的(de)發展,電(dian)磁流量(liang)計✂️的勵(li)磁方式(shi)經曆了(le)直流勵(li)磁、交流(liu)勵磁,同(tong)👄時技術(shu)性能有(you)了進一(yi)步的提(ti)🌐高,應用(yong)也越來(lai)越廣泛(fan)。由于其(qi)具♋有對(dui)液體👄适(shi)應性較(jiao)強的特(te)點,在現(xian)代工業(ye)生産中(zhong),已成爲(wei)測量液(ye)體🔴流量(liang)的常用(yong)🌈儀表。在(zai)現有的(de)電磁流(liu)量計中(zhong)🌈,交流低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)方式已(yi)成爲主(zhu)✏️要的勵(li)磁方式(shi)。電👉磁流(liu)量計采(cai)用交流(liu)勵磁雖(sui)有一定(ding)的優點(dian),但随之(zhi)而來的(de)電磁幹(gan)擾,就成(cheng)爲很麻(ma)煩的問(wen)題,特别(bie)👅是電磁(ci)幹擾信(xin)号與有(you)用的信(xin)号混在(zai)📱一起,它(ta)🌂們不僅(jin)成分複(fu)🈲雜,而且(qie)有時候(hou)幹擾信(xin)号還會(hui)比流量(liang)信号大(da)[1]。在這種(zhong)情況下(xia)🚶‍♀️怎樣抑(yi)制和排(pai)除這些(xie)幹擾,提(ti)高信噪(zao)比就成(cheng)了研㊙️制(zhi)和使用(yong)🔆電磁流(liu)量計的(de)一個重(zhong)要的☀️技(ji)術關鍵(jian)問題。
2　低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)技術中(zhong)幹擾的(de)分析
　　低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)技術是(shi)結合了(le)直流勵(li)磁和交(jiao)流勵磁(ci)技術的(de)優點,同(tong)時避免(mian)了它們(men)缺點的(de)一種勵(li)磁技術(shu)低🙇🏻頻矩(ju)形波♻️勵(li)磁🏃‍♂️技術(shu)随着集(ji)成電路(lu)技術和(he)同步采(cai)樣技術(shu)的發😘展(zhan)和實用(yong)化在電(dian)磁流量(liang)計中得(de)到廣泛(fan)應用。它(ta)的勵磁(ci)磁場波(bo)形[2]如圖(tu)1所示。其(qi)頻率通(tong)常爲🐕工(gong)頻的偶(ou)數分之(zhi)一。(一般(ban)爲1/2～ 1/32)。從圖(tu)1(a)中可🐆以(yi)看到在(zai)半個周(zhou)期内,磁(ci)場是🚶一(yi)恒穩的(de)直流磁(ci)場。它具(ju)有直流(liu)勵磁技(ji)術受電(dian)磁幹擾(rao)🌏影響小(xiao),不産生(sheng)渦流效(xiao)應,正交(jiao)幹擾👈和(he)同相幹(gan)擾小等(deng)👉特點;但(dan)從整個(ge)時間過(guo)程看又(you)是一🌏個(ge)交變信(xin)号,具有(you)正弦🐇波(bo)勵磁技(ji)術基本(ben)不産生(sheng)極化✔️現(xian)象,便與(yu)放大和(he)處理信(xin)👈号。避免(mian)直流放(fang)大器零(ling)點漂移(yi)、噪聲等(deng)的優點(dian)。所以低(di)頻矩形(xing)波勵磁(ci)技術具(ju)有很🎯好(hao)的抗幹(gan)擾性能(neng)。但從圖(tu)1(c)中也可(ke)以看到(dao)實際低(di)頻矩形(xing)波勵✌️磁(ci)方式中(zhong),由于勵(li)磁電流(liu)矩形波(bo)存在上(shang)升沿和(he)下降沿(yan),在上升(sheng)沿和下(xia)降沿也(ye)必然存(cun)在正交(jiao)幹擾,雖(sui)然很快(kuai)會消失(shi),但沿越(yue)🍉陡正交(jiao)幹擾電(dian)動勢也(ye)越大🔞。
　　另(ling)外除了(le)由于勵(li)磁電流(liu)引起的(de)正交幹(gan)擾,在電(dian)磁流量(liang)變送器(qi)中,由于(yu)兩電極(ji)的引線(xian)處于交(jiao)變磁場(chang)中,當變(bian)送器通(tong)電後,在(zai)引線的(de)閉合回(hui)路内就(jiu)産生出(chu)感應電(dian)動勢👄。
3　對(dui)抗幹擾(rao)方式的(de)分析
3.1　變(bian)送器的(de)調零法(fa)
　　要消除(chu)由于“變(bian)壓器效(xiao)應”産生(sheng)的正交(jiao)幹擾,主(zhu)要有兩(liang)💘種方法(fa):一種是(shi)人爲的(de)造成一(yi)個與正(zheng)交幹擾(rao)幅值相(xiang)同的信(xin)号去與(yu)幹擾信(xin)号相互(hu)抵消;另(ling)一種是(shi)📐讓引出(chu)🏃🏻線組成(cheng)的閉合(he)回路在(zai)磁場交(jiao)鏈的磁(ci)通所形(xing)成的電(dian)流之代(dai)數和爲(wei)零[3]。下🌂面(mian)主要讨(tao)論後一(yi)種💃🏻方法(fa)。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　低頻(pin)矩形波(bo)勵磁波(bo)形

　　如圖2所(suo)示,這種(zhong)方法是(shi)在一個(ge)電極上(shang)引出兩(liang)根導線(xian),分别接(jie)在電位(wei)器的兩(liang)端,另一(yi)個電極(ji)的引出(chu)線和電(dian)位器的(de)中端分(fen)别接到(dao)轉換器(qi)的輸入(ru)端,即Rsr的(de)🔞兩端。這(zhe)樣就形(xing)成了兩(liang)個閉合(he)回路Ⅰ和(he)Ⅱ ,在閉合(he)回路Ⅰ中(zhong)感應産(chan)生的電(dian)動勢e和(he)閉合回(hui)路Ⅱ中感(gan)應産生(sheng)的⛷️電動(dong)勢e′,各自(zi)形成電(dian)流i和i′。i和(he)i′分别經(jing)過電位(wei)器的中(zhong)💃端加到(dao)轉換🔴器(qi)的輸入(ru)電阻Rsr上(shang)。因爲這(zhe)兩個電(dian)🍉流的方(fang)向是相(xiang)反的,當(dang)♈被測液(ye)體的流(liu)速爲零(ling)時,調整(zheng)電位器(qi)中心觸(chu)點的位(wei)置,可以(yi)找到一(yi)個平🏃衡(heng)點,使兩(liang)個閉合(he)回路的(de)電流大(da)小相等(deng),而方向(xiang)相反,這(zhe)樣就可(ke)以相互(hu)抵消。其(qi)關系可(ke)用下式(shi)表示,因(yin):

　　式中: r′爲(wei)變送器(qi)内阻,R1和(he)R2分别爲(wei)電位器(qi)左側和(he)右側的(de)電阻,f1和(he)🌈f2分别爲(wei)通過回(hui)路Ⅰ和Ⅱ磁(ci)通。因流(liu)經轉換(huan)器輸入(ru)阻抗Rsr的(de)電流i和(he)i′之差,即(ji):

　　因此,從(cong)理論上(shang)講,用這(zhe)樣的方(fang)法可以(yi)把因變(bian)送器産(chan)生的👨‍❤️‍👨正(zheng)交幹擾(rao)完全消(xiao)除。但由(you)于制造(zao)工藝的(de)原因,不(bu)🔴可能完(wan)全消除(chu),所以還(hai)必須采(cai)取其他(ta)的措施(shi)。
3.2　同步采(cai)樣技術(shu)
　　當信号(hao)連續時(shi),我們可(ke)使用同(tong)步采樣(yang)技術對(dui)信号進(jin)行采樣(yang)🎯[4]。但要注(zhu)意采樣(yang)區域、寬(kuan)度、對稱(cheng)度、及采(cai)樣的起(qi)🙇‍♀️始點的(de)選取,特(te)别是🐪在(zai)小流量(liang)情況下(xia),對電磁(ci)流量計(ji)的測量(liang)🐆精度有(you)較大的(de)📐影響。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。
3.3　數(shu)字濾波(bo)技術
　　數(shu)字濾波(bo)技術是(shi)智能儀(yi)器中最(zui)常采用(yong)的技術(shu),能夠完(wan)🤞成模📞拟(ni)濾波器(qi)不能完(wan)成的功(gong)能,很容(rong)易解決(jue)脈沖幹(gan)擾剔除(chu)、數字♋電(dian)路💞毛刺(ci)幹擾消(xiao)除、A/D轉換(huan)器的抗(kang)工頻能(neng)力以及(ji)輸入微(wei)處理✏️器(qi)數字的(de)可靠性(xing)等問題(ti)。
3.4　接地
　　由(you)于電磁(ci)流量計(ji)中變送(song)器的輸(shu)出信号(hao)很小,爲(wei)了提高(gao)儀表抗(kang)幹擾的(de)能力,變(bian)送器輸(shu)入回路(lu)的零電(dian)位必須(xu)接地[5]。同(tong)時,變送(song)器的測(ce)量管外(wai)殼接地(di)可以起(qi)屏蔽🐕作(zuo)用,減小(xiao)外界🤟和(he)激磁系(xi)統本身(shen)的電磁(ci)場幹擾(rao)[6]。必須強(qiang)調,流量(liang)計一定(ding)要單獨(du)接地。因(yin)爲若與(yu)👣其他儀(yi)表或電(dian)氣裝置(zhi)共🔞同接(jie)地,接地(di)🐅線中的(de)漏電🔞流(liu)對測量(liang)信号将(jiang)産生串(chuan)模幹擾(rao),嚴重時(shi)流量計(ji)将無法(fa)工作。另(ling)外,接地(di)點應遠(yuan)離大型(xing)♌用電器(qi),避免地(di)電✔️流串(chuan)入流量(liang)計,造💃成(cheng)幹擾源(yuan)。
4　結束語(yu)
　　通過以(yi)上的分(fen)析,對電(dian)磁流量(liang)計中産(chan)生幹擾(rao)的原因(yin)及解決(jue)的辦法(fa)有了大(da)緻的了(le)解。可以(yi)看出智(zhi)能🔞電磁(ci)流量計(ji)多種抗(kang)幹擾技(ji)術的采(cai)用,使電(dian)磁流量(liang)計抗幹(gan)擾能力(li)增強,精(jing)度和可(ke)靠性提(ti)高更加(jia)的适❌應(ying)于工業(ye)🌈應用現(xian)場。

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