電磁(ci)流量計的(de)工作以電(dian)磁感應定(ding)律爲基礎(chu), 産生的正(zheng)比于被測(ce)流量的✂️感(gan)應電動勢(shi)通常很小(xiao), 極易受到(dao)外界電磁(ci)幹擾, 而它(ta)本♌身産生(sheng)的🏃‍♂️電磁幹(gan)擾很小,因(yin)此電磁流(liu)量計的電(dian)磁🈲兼容性(xing)主要體⭐現(xian)在它如何(he)在惡劣🔅的(de)電磁環境(jing)下正常工(gong)作。在惡劣(lie)的電磁環(huan)境下, 電磁(ci)耦合靜電(dian)感應是電(dian)磁流量計(ji)幹擾噪聲(sheng)的主要來(lai)源; 被測流(liu)💁體介質特(te)性産生🌈的(de)電化學幹(gan)擾噪聲🎯是(shi)電磁流量(liang)計幹擾噪(zao)聲的第二(er)來源; 電磁(ci)流量計供(gong)電電源的(de)電壓和頻(pin)率波動等(deng)電源幹擾(rao)噪聲是✍️電(dian)磁流量計(ji)幹擾噪聲(sheng)的第三來(lai)源。爲滿足(zu)儀表的 EMC要(yao)求, 智能電(dian)磁流量計(ji)分㊙️别采用(yong)硬件和軟(ruan)件抗幹🈲擾(rao)技術, 以提(ti)高電磁流(liu)量🔴計抗幹(gan)擾能力。
1 工(gong)頻幹擾噪(zao)聲的特點(dian)及電磁流(liu)量計抗幹(gan)擾技術
　　工(gong)頻幹擾噪(zao)聲首先是(shi)由電磁流(liu)量計勵磁(ci)繞組和流(liu)體、 電極、 放(fang)大器輸入(ru)回路的電(dian)磁耦合形(xing)成, 其二是(shi)電磁流量(liang)計♋工作現(xian)場的工頻(pin)共模幹擾(rao), 其三是🆚供(gong)電電源引(yin)入的工頻(pin)串模幹擾(rao)等, 其産生(sheng)的物理♋機(ji)理均是電(dian)磁感應原(yuan)理。
　　電磁流(liu)量計勵磁(ci)繞組和流(liu)體、 電極、 放(fang)大器輸入(ru)回路的電(dian)磁耦合産(chan)生的工頻(pin)幹擾對電(dian)磁流量計(ji)工作影響(xiang)最大, 而且(qie)在不同的(de)勵磁技術(shu)下其表現(xian)的形态、特(te)性不同, 因(yin)而采🐉取抗(kang)幹擾措施(shi)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(rao)噪🔞聲表現(xian)形式爲正(zheng)交幹擾, 又(you)稱爲變壓(ya)器電勢, 特(te)點是幹擾(rao)噪聲幅值(zhi)和工頻正(zheng)弦波勵磁(ci)頻率成正(zheng)比, 相位滞(zhi)後㊙️流量信(xin)号電勢📞 90? , 且(qie)幅值較流(liu)量信号電(dian)勢大幾個(ge)數量級[ 2] 。直(zhi)流勵磁、 低(di)頻矩形波(bo)勵磁及雙(shuang)頻矩形波(bo)勵磁技術(shu), 可以基本(ben)消除正交(jiao)幹擾的影(ying)響。
　　工頻共(gong)模幹擾和(he)工頻串模(mo)幹擾這兩(liang)種常見的(de)幹擾📧, 主💞要(yao)是由于電(dian)磁屏蔽缺(que)陷, 分布電(dian)容耦合, 電(dian)磁🏒流量計(ji)接地不良(liang)等原因而(er)産生, 電磁(ci)流量計采(cai)用輸入保(bao)護技術、 高(gao)輸入阻抗(kang)、 高共模抑(yi)制比自舉(ju)前💚置放大(da)器技術以(yi)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(liang)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(dian)位與被測(ce)液♈體相同(tong), 并且保護(hu)流量計内(nei)襯。
2 電化學(xue)幹擾噪聲(sheng)的特點及(ji)電磁流量(liang)計抗幹擾(rao)技術
2 . 1 電化(hua)學幹擾噪(zao)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(zai)兩極極性(xing)不同而導(dao)緻電解質(zhi)在電極表(biao)面極化産(chan)生。雖然采(cai)用正負交(jiao)變勵磁磁(ci)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(xiao)除極化電(dian)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(gu)⛹🏻‍♀️體顆⚽粒或(huo)💋者氣泡擦(ca)過電極表(biao)面時, 電極(ji)表面的接(jie)觸💯電化學(xue)電勢突⛷️然(ran)變化, 電磁(ci)流量傳感(gan)器輸出信(xin)号出現尖(jian)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(shi), 電極的電(dian)化學電勢(shi)定期波動(dong),産生随流(liu)量增加而(er)頻率增加(jia)的随機幹(gan)擾噪聲, 具(ju)有類似泥(ni)漿幹擾的(de) 1/ f頻譜特性(xing)。
2 . 2電磁流量(liang)計抗電化(hua)學幹擾技(ji)術
　　電磁流(liu)量計在提(ti)高抗電化(hua)學幹擾能(neng)力方面采(cai)取的📞措施(shi)主要是低(di)頻矩形波(bo)勵磁和雙(shuang)頻勵磁技(ji)術。低頻矩(ju)形波勵磁(ci)既具有直(zhi)流勵磁技(ji)術不産生(sheng)渦流效應(ying)、 變壓器效(xiao)應 (正🚶‍♀️交幹(gan)擾 ) 的特點(dian), 又具有工(gong)頻正弦波(bo)勵✌️磁基本(ben)不😄産生極(ji)化🆚效應, 便(bian)于放大信(xin)号☂️處理,而(er)能避免直(zhi)流放大器(qi)零點漂移(yi)、 噪聲、 穩定(ding)性等問題(ti)的産生, 有(you)較好的抗(kang)幹擾性能(neng)。
　　低頻矩形(xing)波勵磁雖(sui)然具有優(you)良的零點(dian)穩定性,但(dan)在測量泥(ni)漿、 紙漿等(deng)含纖維和(he)固體顆粒(li)的液固兩(liang)相導電性(xing)流體🔞流量(liang)💯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(pin)時幅值大(da), 高頻時幅(fu)🌂值小, 如果(guo)采用較高(gao)頻率的低(di)頻矩形波(bo)勵磁則能(neng)大大降低(di)泥漿幹擾(rao)的數量級(ji)。因此提高(gao)勵磁頻率(lü)有助于降(jiang)低泥漿幹(gan)🏃🏻‍♂️擾和流動(dong)噪聲, 提高(gao)傳感器輸(shu)出信号的(de)信噪比。
　　綜(zong)上所述, 要(yao)保證電磁(ci)流量計的(de)零點穩定(ding)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(xing)流💰體和🐅低(di)導電率流(liu)體的流量(liang), 又必須✊采(cai)用較高頻(pin)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(shuang)頻矩形波(bo)勵磁工作(zuo)及抗幹擾(rao)原理
　　在電(dian)磁流量計(ji)測量管内(nei)形成含有(you)兩個頻率(lü)分量♋的電(dian)磁場: 高🌍頻(pin)勵磁分量(liang)不受液體(ti)幹擾的影(ying)響, 而低頻(pin)勵磁分量(liang)則有着極(ji)好的零點(dian)穩定性, 根(gen)據高、 低頻(pin)定🌏時檢測(ce)到的各分(fen)量信号經(jing)過✔️計算, 便(bian)可得到流(liu)量信🈲号。
　　雙(shuang)頻矩形波(bo)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(jia)而成的電(dian)磁場通過(guo)勵磁線圈(quan)被施加到(dao)被測液體(ti)中, 勵磁波(bo)形是在一(yi)個低頻矩(ju)形波上叠(die)加一個高(gao)于市電頻(pin)率的矩🧑🏽‍🤝‍🧑🏻形(xing)波而得到(dao)的波形🏃‍♀️。在(zai)産生的電(dian)動勢中⛷️, 低(di)頻分量通(tong)過一個大(da)時間常🤞數(shu)的積分電(dian)路獲得一(yi)個零點穩(wen)定性好的(de)平穩流✌️量(liang)信号。而由(you)漿液或低(di)電導率流(liu)體産生的(de)低頻噪聲(sheng)可被不🤩受(shou)噪聲影響(xiang)的高頻采(cai)樣電路所(suo)抑制, 有着(zhe)同樣時間(jian)常數的流(liu)量信号經(jing)過一個🚶差(cha)分電路以(yi)确定流速(su)信号的變(bian)化, 把這📱兩(liang)種不同頻(pin)率采樣所(suo)得的信号(hao)結合起來(lai)可🏃獲得一(yi)個穩定流(liu)速信号, 該(gai)信号不受(shou)噪聲幹擾(rao), 且有較高(gao)的零點穩(wen)定性。

3 . 3電(dian)源幹擾噪(zao)聲特點及(ji)電磁流量(liang)計抗幹擾(rao)技術

　　電磁流(liu)量計一般(ban)都采用工(gong)頻交流電(dian)源供電, 其(qi)電源♍電壓(ya)的幅值和(he)頻率的變(bian)化都會給(gei)電磁流量(liang)計帶來電(dian)源性幹擾(rao)噪🔞聲。對電(dian)源電壓的(de)幅值變化(hua), 因采用多(duo)㊙️級集成🏃‍♀️穩(wen)壓, 一般而(er)言電源電(dian)壓的幅值(zhi)變化對電(dian)磁流量的(de)測🔞量精度(du)影☁️響不大(da)。當電源電(dian)壓的頻率(lü)波動時, 雖(sui)然其波動(dong)範圍有限(xian), 但對電磁(ci)流量計測(ce)量精🚶‍♀️度影(ying)響較大。爲(wei)了解決工(gong)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(xu)利用以下(xia)基本關系(xi): 勵磁周期(qi)爲工頻周(zhou)😄期的整數(shu)倍, 即勵磁(ci)頻率爲 50/n H z( n爲(wei)偶數 ); 正負(fu)勵磁下的(de)同相位采(cai)樣。圖 2是對(dui)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(guan)系在一個(ge)勵磁周期(qi)下, 若假設(she)t 1 和 t 2 點爲工(gong)頻幹擾的(de)等效幹擾(rao)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(li)論上說明(ming)電磁流量(liang)計的工頻(pin)幹擾有可(ke)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(cai)樣 (T 1 = T 2 = T )爲前提(ti)的💔, 采樣頻(pin)率要選爲(wei)工頻周期(qi)的整數倍(bei)。這樣即使(shi)混有幹擾(rao)信⁉️号, 因其(qi)🈚采樣時間(jian)爲完整的(de)工📧頻周期(qi), 其💞平均值(zhi)也♊爲零, 幹(gan)擾電壓不(bu)起作用。

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