摘要:電磁(cí)流量計在我(wǒ)國工業、制造(zao)業及其他行(hang)業🌍的應用十(shi)分廣泛，在液(yè)體流量測量(liang)方面起到了(le)不可替🏃🏻‍♂️代的(de)重要作用。由(you)于流量計測(cè)量的正确程(chéng)度直接影響(xiang)到了生産質(zhi)量，測量誤差(cha)可🔞能會對生(sheng)産過程造成(cheng)巨大的經濟(ji)損失，因此，通(tōng)過研究電磁(ci)流量計精度(du)的影響因素(sù)，分析提升測(cè)量精度的方(fang)法⭐和測量過(guo)程中的抗幹(gan)擾能力具有(yǒu)十分重要的(de)意義。
　　随着我(wǒ)國科學技術(shu)和經濟的不(bu)斷發展與進(jin)步，電磁流量(liang)計在🌈我國的(de)工業、技術檢(jiǎn)測和管理等(děng)很多領域得(de)到了廣泛的(de)使用，電磁流(liú)量計具有良(liáng)好的耐腐蝕(shi)性，并具備可(kě)靠性高、适應(yīng)性強的特點(diǎn)。近年來，各個(gè)領域在不斷(duan)探索新技術(shù)的同時，對電(diàn)磁流💞量計的(de)正确程度和(hé)穩定性也提(ti)出了更高的(de)要求。能夠影(yǐng)響電🏒磁流量(liang)計精度的因(yin)素有很多，但(dan)👉隻要明确了(le)主🔴要的幹擾(rao)因素，就能夠(gòu)有針對性地(dì)利用🐅軟硬件(jian)技術來降低(di)幹擾因素對(duì)測量精🌏度的(de)影響🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，有效提(tí)升電磁流量(liang)計工作的可(ke)靠性。
1基本原(yuán)理介紹
　　電磁(ci)流量計是以(yi)法拉第電磁(cí)感應定律爲(wèi)理論基礎而(er)制造🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的一種(zhong)流量計。電磁(cí)流量計在工(gong)作時由磁路(lù)系統🐉産生直(zhí)流或交流磁(cí)場，用以提供(gong)測量所需的(de)磁場環境，當(dang)被測液體在(zài)導管中通過(guò)磁場區域時(shi)，會做切割磁(cí)力線運動，此(cǐ)時就可以通(tōng)過電極傳感(gǎn)器将導管内(nèi)的流量轉換(huan)成爲感應電(dian)勢信号，并将(jiang)信号傳遞給(gěi)轉換器。轉換(huan)器将獲取的(de)各種不🔴同的(de)流量信号進(jin)行分析、對比(bi)和放🐇大，最終(zhōng)轉換成爲标(biāo)準的信号輸(shū)出♌給積算儀(yí)，積算儀🔴通📞過(guò)對信号的處(chù)理，将♻️測得的(de)流量🏒在儀表(biao)上顯示，并對(dui)測量結果進(jìn)行一定的記(jì)錄，其基✉️礎工(gong)作流程如圖(tú)1所示。

2電磁流(liú)量計精度影(yǐng)響因素分析(xī)
　　電磁流量計(ji)的幹擾信号(hào)有很多，這些(xie)幹擾信号會(huì)🈲和實際的⭐流(liu)量信号相混(hùn)合，産生一種(zhǒng)十分複雜的(de)數據處理情(qing)況。因此‼️，要提(ti)高電磁流量(liàng)計對液體的(de)測量精度，就(jiu)必須對這些(xie)幹擾信号産(chǎn)生的原因進(jin)行分析與總(zǒng)結，以便有針(zhēn)對性地采取(qu)抗幹擾措施(shī)♉，電磁流量計(jì)的常見影響(xiang)因素如下。
2.1正(zhèng)交幹擾
　　電磁(ci)流量計的磁(ci)路系統包含(hán)有兩個勵磁(ci)線圈，而😄導管(guan)㊙️内的液體與(yu)傳感器電極(ji)及轉換器結(jie)構組成了一(yī)個閉🚩合的回(huí)路，如圖2所示(shi)。理論情況下(xià)，磁力線(圖中(zhōng)B)應與閉合回(huí)路相平行，但(dan)💚是由于裝配(pèi)過程中🐅的誤(wù)差，導🏃‍♀️緻磁力(lì)線不可能完(wán)全平行于這(zhe)一閉合回路(lu)，出現部✂️分磁(cí)力線成一定(dìng)角度穿過回(huí)路的現💋象，這(zhè)引起了即使(shǐ)沒有液體流(liu)動的情況下(xia)，傳感器🈲的電(dian)極上也會産(chan)生感應電動(dong)勢，就形成了(le)正交幹擾的(de)基本形式。
　　當(dāng)磁力線圈中(zhong)的電流發生(shēng)變化時，由于(yu)傳感器電💰極(jí)的作用，在磁(cí)場發生轉變(biàn)的過程中，兩(liǎng)個電極所形(xing)成的閉合回(huí)路會産生相(xiang)反的感應電(diàn)壓，當磁場🧑🏾‍🤝‍🧑🏼再(zai)次發生變化(huà)時，傳感器的(de)電磁回路又(yòu)會再次産生(shēng)相反的感應(ying)電壓。由于磁(ci)力線圈磁場(chǎng)的變化總是(shi)由一個穩⭕定(dìng)狀态向另一(yī)個穩定狀态(tài)進行轉變🔴，再(zài)由此狀态♻️轉(zhuan)變爲原狀态(tài)，因此，所引起(qi)的電極反向(xiang)感應電壓也(ye)具有相似的(de)特質，說明正(zheng)交幹擾的産(chǎn)生隻與磁力(li)線圈🧡的磁場(chang)變化有關，與(yǔ)實際被測的(de)液體流量無(wu)關。因此，磁力(lì)線圈的勵磁(ci)頻率是正交(jiao)幹擾強弱的(de)主要影響🏒因(yin)素。
2.2同相幹擾(rao)
　　在電磁流量(liang)傳感器中，部(bù)分主磁通會(huì)在流體内部(bù)形❗成正⛱️交幹(gàn)擾的閉合渦(wō)電流，由于交(jiao)變電流的産(chǎn)🔞生會導緻出(chu)現🚶‍♀️交變磁場(chang)，而引起與之(zhi)正交相連的(de)二次磁通産(chǎn)生，同時因二(èr)次磁通的影(ying)響，又會引起(qi)與二次磁通(tōng)正交相連的(de)渦電😍流産生(shēng)，這就是同向(xiang)💛幹擾産生的(de)🔞主要原因。
　　下(xia)式是由正交(jiāo)幹擾公式經(jing)過微分得到(dào)的同向幹擾(rǎo)公式，通🐕過公(gōng)示可知，同相(xiàng)幹擾與流量(liang)信号相位相(xiàng)同，大小與流(liu)🐇量無關，因此(ci)很難将同向(xiang)幹擾産生的(de)信号與流量(liang)信号進行分(fen)離，隻能通🐪過(guò)減少磁路系(xi)統的勵磁頻(pín)率來降低同(tong)向幹擾信号(hào)的影響。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式中(zhong):er爲同相幹擾(rao)電壓;f爲爲勵(li)磁頻率;ω和t爲(wèi)常量
2.3串模幹(gan)擾與共模幹(gan)擾
　　串模幹擾(rao)是在單端信(xin)号輸入的同(tóng)時，還有多種(zhǒng)幹🧡擾信㊙️号與(yu)😄其疊加在一(yī)起成爲前置(zhi)放大器的輸(shū)入信号。若幹(gàn)🌂擾信🔴号過大(da)，容易導緻放(fàng)大器飽和而(ér)無法正常工(gōng)作。當設備存(cún)🐕在漏磁問題(ti)時，也會在周(zhōu)圍形成很強(qiang)的交變磁✍️場(chǎng)，從而會引起(qǐ)串模幹擾的(de)形成。爲了降(jiang)低串模幹擾(rao)産生的影響(xiang)，現階段的流(liu)量傳感器通(tong)常将“零阻值(zhi)”的被測流體(tǐ)作爲轉換放(fàng)大器的接地(dì)端，而傳🐆感器(qi)的兩個電極(jí)✔️作爲放大器(qì)的輸入端，這(zhe)就很好的抑(yi)制了幅度相(xiàng)等📐和👄極性相(xiang)同的串模幹(gàn)擾。共模幹擾(rao)✨主要是由于(yu)靜電幹擾引(yǐn)起❌的，一般情(qíng)況下，共模幹(gàn)擾不會直接(jie)影響測量的(de)結果，但是若(ruo)轉換放大器(qì)的輸入參數(shù)存在不對稱(cheng)問題時，共模(mo)幹擾就會轉(zhuan)變爲串模幹(gàn)擾來影響最(zui)終的測量結(jie)果，将電解質(zhi)與金屬材料(liào)圈和電極進(jìn)行✨屏蔽能夠(gòu)有效地降低(di)共模幹擾的(de)影響。
2.4直流幹(gan)擾
　　在被測液(ye)體與電極和(hé)接液部件接(jiē)觸過程中，電(dian)解質中的正(zhèng)負離子會分(fen)别作定向運(yùn)動，這會使被(bei)測液體在電(diàn)極和接液部(bu)件👄之間形成(cheng)電位差，通常(chang)将這種現象(xiang)稱爲🤟極化現(xiàn)象。如圖3所示(shi)，理論上來說(shuō)，兩電極A和B對(duì)接液部件的(de)電位e1、e2大小相(xiàng)等、方向相反(fǎn)，此💋時兩電極(jí)的電位差等(deng)于零。但是，若(ruò)兩🏃🏻‍♂️電極的材(cái)質或表面狀(zhuang)态存在差異(yì)，此時A、B電極之(zhi)間的電位差(chà)就不爲零，這(zhè)就形成了極(jí)化電壓，極化(huà)電壓與共模(mo)狀态的電壓(ya)e3一起疊加在(zài)流量信号中(zhōng)，被🔴輸入轉換(huan)器的差動放(fàng)大器。當極化(hua)電壓過㊙️大，則(ze)會對差動放(fàng)大器的輸入(ru)端造成較大(da)影響，導緻信(xìn)号無✊法放大(da)或💁流量信号(hao)的輸出波動(dong)過♍大，從而降(jiang)低了電磁流(liu)量計的測量(liang)精度。

3電(dian)磁流量計的(de)抗幹擾方式(shi)
　　由于電磁流(liu)量計測量精(jing)度的幹擾因(yīn)素很多，且電(dian)磁🔞流量計的(de)工作條件通(tong)常也比較惡(è)劣，電磁流量(liang)計的測量準(zhǔn)确程度除受(shòu)到系統内部(bù)産生的信号(hao)幹擾外㊙️，還會(huì)不可避免的(de)受到‼️多種環(huan)境因素的影(yǐng)♊響，電磁流✉️量(liàng)計測量的誤(wu)差，會😘給生産(chan)帶來重大的(de)經濟損失。因(yīn)此，提升流量(liang)㊙️計的可靠性(xìng)與測量精度(du)😄，減少幹擾對(duì)⭐測量值的影(yǐng)響程度，是電(dian)磁流量計發(fā)展必須要做(zuò)的工作。
3.1硬件(jian)抗幹擾技術(shu)
(1)電源端所産(chǎn)生的幹擾是(shi)電子産品較(jiào)爲常見的精(jing)度🧑🏾‍🤝‍🧑🏼幹擾因素(sù)，由于這種幹(gan)擾無法完全(quan)被去除，隻能(néng)通過減小幹(gan)擾脈沖的幅(fú)度來降低其(qí)影響。在實際(jì)工作中常采(cai)用在交流進(jin)線端串接入(rù)低通LC濾波器(qì)的方式來實(shi)現，這種方法(fǎ)在實際的工(gong)作中産生了(le)顯著地效果(guǒ)。
(2)傳輸電纜所(suo)産生的雜散(san)電磁場會通(tong)過感應和輻(fú)射🌈的方式進(jìn)入信道而産(chan)生幹擾，利用(yòng)雙芯屏蔽電(dian)🐆纜能🈚夠實現(xiàn)較⛷️長線路傳(chuán)🥵輸的抗幹擾(rao)功能。對于環(huan)境更爲🙇🏻惡劣(lie)的情況，爲🌈提(ti)高抗幹擾能(néng)力，可采用光(guang)電隔離方式(shi)将系統控制(zhi)部分與I/O口部(bù)分分開，并采(cai)用雙電源供(gòng)電來降低幹(gàn)擾産生的精(jing)度影響。
(3)除了(le)有針對性的(de)抵抗幹擾之(zhī)外，還可以采(cai)取增加硬件(jiàn)的方🧑🏾‍🤝‍🧑🏼式提升(shēng)系統的整體(ti)抗幹擾能力(li)。例如:選擇和(he)使用抗幹擾(rao)能🏃‍♀️力強的單(dān)片機;使用硬(ying)件看門狗電(dian)路;使用電壓(ya)檢測電路;盡(jin)可能使用單(dān)片機的内部(bu)程序存儲器(qi)和💯内部數據(ju)存儲器等。
3.2軟(ruan)件抗幹擾技(jì)術
(1)通過在系(xì)統程序的關(guān)鍵位置插入(ru)部分單字節(jie)指令或将單(dān)字節指令進(jìn)行重寫，從而(ér)達到恢複“跑(pao)飛”程序的目(mù)的，這種方法(fǎ)稱之爲指令(ling)冗餘。指令冗(rong)餘的主要♋方(fāng)法包括以下(xia)💃🏻兩點:一🌂是在(zai)雙字節指令(ling)和3字節指令(ling)之後插入兩(liǎng)個單字節NOP指(zhi)令，以保證其(qí)後的指令不(bu)被拆散。二是(shì)對🐉于程序流(liu)向起決定作(zuò)用的指令和(hé)某些對系統(tong)工作狀态有(you)重要作用的(de)指令的後面(mian)，可重複寫上(shang)這✍️些指令，以(yǐ)确保這些指(zhǐ)令的正确執(zhi)行。
(2)若“跑飛”程(cheng)序進入非程(cheng)序區或者表(biǎo)格區時，指令(lìng)冗餘則無法(fa)起到抗幹擾(rǎo)的目的，此時(shi)可采用設置(zhi)軟件陷阱對(dui)“跑飛”程序🔴進(jin)行攔截，軟件(jiàn)陷阱能将“跑(pǎo)飛”程序引向(xiàng)某一位置，再(zài)通過編制的(de)程序對“跑飛(fei)”程序進行恢(huī)複。
(3)某些程序(xu)被幹擾後容(rong)易陷入死循(xún)環模式，通過(guò)程🔞序☁️監視💋技(ji)術，能夠及時(shí)發現運行超(chao)時的程序，并(bìng)采🥵用相🛀🏻應的(de)🔞方式💚使程序(xù)複位，保證程(chéng)序的正常運(yun)行。
4結語
　　總之(zhi)，在保證電磁(cí)流量計基本(ben)使用功能的(de)前提下，通過(guò)🐅對現🔴階段技(ji)術的影響因(yin)素進行分析(xi)，就能夠有針(zhēn)對性地降低(dī)幹擾對測量(liàng)結果産生的(de)影響，從而保(bao)證🥰電磁流🧡量(liàng)計工作過程(cheng)😘的可靠🌏性，避(bì)免因測量不(bú)準确而導緻(zhi)的經濟損失(shi)和事故發生(shēng)。

以上内容源(yuan)于網絡，如有(yǒu)侵權聯系即(jí)删除!