摘要　在簡(jian)要闡述了電磁(ci)流量計的幾種(zhong)勵磁方式的基(ji)礎上,分析了低(dī)頻矩形波勵磁(ci)技術中常見的(de)幹擾㊙️及其影響(xiǎng)⚽,提出了相應的(de)處理措施,以保(bao)證電磁流量計(ji)的穩定運行🐕。
1　引(yin)　　言
　　電磁流量計(jì) 是根據法拉第(dì)電磁感應定律(lǜ)制成的一種測(cè)量導電性液體(ti)體📧積流量的儀(yí)表。随着微電子(zi)技術的發展,電(diàn)磁流量計的勵(lì)磁方式經曆了(le)直流勵磁、交流(liu)勵磁,同時技術(shù)🔆性能有了進一(yī)步的提高,應用(yòng)也越來越廣泛(fan)。由于其具有對(duì)液體💰适應性較(jiào)強的特點🐕,在現(xian)代工業生産中(zhōng),已成爲測量液(yè)體流量的常用(yong)儀表。在現有的(de)電磁流量計中(zhong),交流低頻矩形(xíng)波勵磁方式已(yi)🌈成爲主要的勵(li)磁方式。電磁流(liu)量計采用🈲交流(liu)勵磁雖有一定(dìng)🌈的優點,但随之(zhī)而來🏒的電磁幹(gàn)擾,就成爲很麻(ma)煩的問題,特别(bié)是電磁幹擾信(xìn)号與㊙️有用的信(xin)号混在一起,它(tā)💛們不僅成分複(fu)⚽雜,而且有時候(hòu)幹擾信号還會(huì)比流量信号大(da)[1]。在這種情況下(xia)怎樣抑制和排(pái)除這些幹擾,提(ti)🔞高信噪比就成(chéng)了研制和使用(yòng)🌏電磁流量計的(de)一個重要的技(jì)術關鍵問題。
2　低(dī)頻矩形波勵磁(ci)技術中幹擾的(de)分析
　　低頻矩形(xing)波勵磁技術是(shì)結合了直流勵(lì)磁和交流勵磁(cí)🛀🏻技術的♈優點,同(tóng)時避免了它們(men)缺點的一種勵(lì)磁技術低頻矩(jǔ)形波勵磁技術(shù)随着集成電路(lù)技術👨‍❤️‍👨和同步采(cai)樣技術的發🧑🏽‍🤝‍🧑🏻展(zhan)和實💁用化在電(diàn)磁流量計中得(de)到廣🈲泛應用。它(tā)的勵磁磁✏️場波(bō)形[2]如圖1所示。其(qi)👣頻率通常爲工(gong)頻的偶數分之(zhī)一。(一般爲1/2～ 1/32)。從圖(tu)1(a)中可🌈以看到在(zài)半🥰個周期内,磁(ci)場是一恒穩的(de)直流磁場。它具(jù)有直🙇🏻流勵磁技(jì)術受電磁幹擾(rǎo)影響小,不産生(sheng)渦流效應,正交(jiao)幹擾和同相幹(gàn)擾小等特點;但(dan)從整個時間過(guo)📞程看又是一個(ge)交變信号,具有(yǒu)正弦波勵磁技(ji)術基本不産生(shēng)極化現象,便與(yu)放大和處理信(xin)👌号。避免直流放(fang)大器零點🐪漂移(yí)、噪聲等的優點(diǎn)。所以低頻🙇‍♀️矩形(xíng)波勵磁技術具(ju)有很🏃‍♀️好的抗幹(gan)擾性能。但從圖(tu)1(c)中也🏃🏻‍♂️可以看到(dào)實際低頻矩形(xíng)波勵磁方式中(zhōng),由于勵磁電流(liú)矩形波存在上(shàng)升沿和下降沿(yan),在🏃上🐉升沿和下(xia)降沿也必✍️然存(cun)在正交幹擾,雖(suī)然很快會消失(shi),但沿越陡正交(jiāo)幹擾♉電動勢也(yě)越大。
　　另外除了(le)由于勵磁電流(liu)引起的正交幹(gan)擾,在電磁✍️流量(liang)變送器中,由于(yú)兩電極的引線(xiàn)處于交變磁場(chǎng)中,當變送器通(tong)電後🧑🏽‍🤝‍🧑🏻,在引線的(de)閉合回路内就(jiu)産生出感應電(dian)動勢。
3　對抗幹擾(rao)方式的分析
3.1　變(biàn)送器的調零法(fa)
　　要消除由于“變(biàn)壓器效應”産生(shēng)的正交幹擾,主(zhǔ)要有兩種方法(fa):一📱種是人爲的(de)造成一個與正(zheng)交幹擾幅值相(xiang)同的信号去與(yu)幹擾信号相互(hù)抵消;另一種是(shì)讓引出線組成(cheng)的閉合回路在(zai)磁場交鏈的磁(ci)通所形成的電(dian)✨流之代數和爲(wei)零[3]。下面主要讨(tǎo)論後一種方法(fa)。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　低頻矩形波(bo)勵磁波形

　　如圖2所示,這種(zhǒng)方法是在一個(gè)電極上引出兩(liǎng)根導線,分别接(jie)在🏃電位器的兩(liang)端,另一個電極(ji)的引出線和電(diàn)位器的中端分(fèn)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻别接到轉換器(qi)的輸入端,即Rsr的(de)兩端。這樣就形(xíng)成了兩個閉合(he)回路Ⅰ和Ⅱ ,在閉合(hé)回路Ⅰ中感應産(chǎn)生的電動勢e和(he)閉合回路Ⅱ中感(gǎn)應産生的電動(dòng)勢e′,各自形成電(dian)流i和i′。i和i′分别經(jing)過‼️電位器的中(zhong)端加到轉換器(qì)的輸入電阻Rsr上(shàng)。因爲這兩個電(diàn)流的方向是相(xiàng)反的,當被測液(ye)體的流速爲零(líng)時,調整電位器(qi)中心觸點的位(wèi)置,可以找到一(yi)個平衡點,使兩(liang)個閉合回路的(de)電流大小相等(děng),而方向相反,這(zhe)✌️樣就📧可以相互(hu)抵消。其♉關系可(kě)用下式表示,因(yīn):

　　式中: r′爲變送器(qì)内阻,R1和R2分别爲(wèi)電位器左側和(hé)右側的電阻,f1和(he)f2分别爲通過回(huí)路Ⅰ和Ⅱ磁通。因流(liu)經轉換器輸入(rù)阻抗Rsr的電流i和(he)☁️i′之差,即:

　　因此,從(cóng)理論上講,用這(zhè)樣的方法可以(yǐ)把因變送器産(chan)❓生的正交幹擾(rǎo)完全消除。但由(you)于制造工藝的(de)原因,不可能完(wán)全消除,所以還(hai)必須采取其他(tā)的措施。
3.2　同步采(cai)樣技術
　　當信号(hào)連續時,我們可(ke)使用同步采樣(yàng)技術對信号進(jìn)行采樣[4]。但要注(zhù)意采樣區域、寬(kuān)度、對稱度、及采(cǎi)樣🚶‍♀️的起始點的(de)選取,特别是在(zai)小流量情況下(xià),對電磁流量計(jì)的測量精度有(you)較大的影響。采(cai)樣頻率要選爲(wèi)工頻周期的整(zheng)數☔倍。這樣即使(shi)混有幹擾信号(hào)因其采樣時間(jiān)爲完整的工頻(pin)周期,其平均值(zhi)也爲零㊙️,幹擾電(dian)壓不起作用。
3.3　數(shu)字濾波技術
　　數(shu)字濾波技術是(shi)智能儀器中最(zuì)常采用的技術(shù),能夠完🚶成模拟(ni)濾波器不能完(wan)成的功能,很容(rong)易解決脈沖幹(gàn)擾剔除、數字電(diàn)路❗毛刺幹擾消(xiao)除、A/D轉換器的抗(kang)工頻能力以及(jí)輸入微處理器(qì)數字的可靠性(xing)等問題。
3.4　接地
　　由(yóu)于電磁流量計(jì)中變送器的輸(shū)出信号很小,爲(wei)了提高儀表抗(kàng)幹擾的能力,變(biàn)送器輸入回路(lu)的零電位必須(xu)接地[5]。同時,變送(sòng)器的測量管外(wai)殼接地可以起(qǐ)屏蔽作用,減小(xiǎo)外界和激磁系(xì)統本身的電磁(ci)場幹擾[6]。必須強(qiáng)調,流量計一定(ding)要單獨接地。因(yīn)爲若與其他儀(yí)表或電氣裝置(zhì)共同接地,接地(di)線中的漏電流(liú)對測量信号将(jiang)産生串模幹擾(rao),嚴重時流量計(ji)将無法工作。另(ling)外,接地點應🤩遠(yuan)離大型用電器(qì),避免地電🌈流串(chuàn)入流量計,造成(chéng)幹擾源。
4　結束語(yǔ)
　　通過以上的分(fen)析,對電磁流量(liang)計中産生幹擾(rǎo)的原因及解決(jue)🔱的🐪辦法有了大(da)緻的了解。可以(yǐ)看出智能電磁(cí)流量計多種抗(kang)幹擾技術的采(cai)用,使電磁流量(liang)⭐計抗幹擾能力(li)增強,精度和可(ke)靠性提高更加(jiā)的适🛀🏻應于工業(yè)應用現場。

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