測量環(huán)境中外源性因素對于電磁流量計的干擾和抑制
加入技術交流群
目前在工業(yè)生產中普遍使用的電磁流量計，一般都采用50Hz電源提供直接供電，最后輸出一個和流量成正比的電流信號(0-10mA或4-2OmA)。電磁流量變送器產生的流量信號為mV級交流信號，通常設定流體平均速度為1 m/s, 流量信號為1mV或0.5mV。實際測量中取得的電級信號除流量信號外還混雜著同相、正交和共模等干擾信號，特別是交流勵磁時干擾電壓的幅值較高，可達數(shù)十mV或更大，勢必嚴重影響測量。因此，抑制和消除干擾歷來是電磁流量的關鍵。
1.正交干擾信號及抑制產生的原因及影響
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201612/334531.htm所謂正交干擾信號是指其相位和被側流量信號相差90度，且不隨流量變化，造成這種干擾信號主要有兩個原因。
一是在電極引線、放在輸人阻抗和被測介質構成的輸人回路中，由于交變電磁場的作用，產生一個附加的感應電勢，該電勢和流體的平均流速無關，并且和流量信號電勢相位成90度。
由式中可知感應電勢E和正弦磁場B是同相位的，而由于正弦交變磁場與輸人回路交鏈產生的附加干擾電勢en為
除上述原因外，產生正交干擾的另一個原因是交變磁通在被測導電流體中產生渦流。如果磁場在電極兩側產生的渦流不對稱，那么兩電極之間也會產生附加的正交干擾電勢差。消除正交干擾的方法很多，目前主要采用的方法，一個是利用信號引出線路自動補償，另一個是在主放級中對于90度干擾信號進行深度負反饋，而后采用相敏電路，使正交干擾大大削弱.通常是同時采取這兩種措施。
關于信號引線自動消除的方法如圖4-28所示。圖中電極A引出兩根線和電位器R、串接。電極B的引線通過下一環(huán)節(jié)前置放大級的輸人電阻(即為電極引出信號的負載電阻RL) RL和電位器的滑動觸點相連，這就構成兩個與磁力線垂直的回路。調節(jié)滑動觸點的位置，使兩回路中電流相等，則在兩電極間的流體中，無正交感應電流流過，這樣就可大部分消除正交干擾。
其余引人的正交干擾經過主放大器后，經過對90度干擾信號的相敏整流，驅動由旁熱式熱敏電阻組成的交流不平衡電橋，再將不平衡輸出引至主放大器的輸人端構成負反饋，從而就可有效地抑制殘余的90度干擾信號。
2.同相干擾信號及抑制產生的原因及影響
同相干擾是指兩個電極分別對地有一幅值和相位相同的干擾信號，產生同相干擾的原因主要有兩個。
一是由于激磁繞組和電極之間的靜電感應引起的同相干擾，如圖4-29所示，在激磁繞組和電極A, B之間存在絕緣電阻RM和分布電容Cf，激磁電壓通過RM和Cf及兩電極之間的內阻，對地產生同相的干擾電勢et。
二是由地電流引起的同相干擾電勢。如果在流最計附近存在大功率的電器設備，特別是因絕緣不好而發(fā)生漏電時，地電流將使不同接地點電位不同，如圖4-30所示，檢測器電極和被測介質相接觸，而轉換器是接地的。由于被測介質和轉換器的接地點不同，這樣一來由地電流造成的兩不同接地點的電位差被引人轉換器，構成干擾電勢et。
為了消除干擾對于電磁流量計的影響，對于靜電效應，應采取嚴格的屏蔽措施，使分布電容大大減小，同時降低激磁電壓。對于地電流造成的干擾，應盡量遠離大電功率電器設備，使轉換器、被測介質、管道一點接地，也可采取轉換器“浮空”措施。轉換器的前置放大級采用差分輸人電路。
3.電源電壓與頻率波動影響補償電源電壓的波動將使磁場強度發(fā)生變化，這將直接影響流量信號E的數(shù)值。
電源頻率的變化引起鐵損和激磁線圈感抗的波動，因而也將造成流量信號E的波動。為了補償上述參數(shù)波動造成的測量誤差，轉換器中應用霍爾元件構成的乘法器進行深度負反饋，使輸出電流直接和流量成正比，而與電源的波動無關。
由以上可知，采用低頻方波勵磁不僅各種干擾的電壓幅值大大下降，而且抑制方式也大為簡化。
評論