摘(zhāi)要　在簡(jian)要闡述(shu)了電磁(ci)流量計(jì)的幾種(zhong)勵磁方(fāng)式的基(jī)礎🈲上,分(fèn)析了低(dī)頻矩形(xing)波勵磁(cí)技術中(zhōng)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(dì)電磁感(gǎn)應定律(lǜ)制成的(de)一種測(ce)量導電(dian)性液體(ti)體🐕積流(liú)量的儀(yí)表。随着(zhe)微電子(zǐ)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(liú)勵磁,同(tóng)時技術(shu)性能有(you)了進一(yi)步的提(tí)高,應用(yòng)也越來(lái)越廣泛(fan)。由于其(qí)具💯有對(duì)液體适(shì)應性較(jiao)強的特(tè)點,在現(xiàn)代工業(ye)生産中(zhōng),已成爲(wei)測量液(yè)體流量(liàng)的常用(yong)儀表。在(zai)現有的(de)電磁流(liú)量計中(zhōng),交流低(dī)頻矩形(xing)波勵磁(cí)方式已(yǐ)☂️成爲主(zhu)⚽要的勵(lì)🏃磁方式(shi)。電磁流(liu)量計采(cai)用交流(liú)勵磁雖(suī)有一定(ding)❗的優點(diǎn),但随之(zhi)而來的(de)電磁幹(gàn)擾,就成(cheng)爲很麻(má)煩的問(wèn)題,特别(bie)是電磁(cí)幹擾信(xìn)🈲号與有(you)用的信(xìn)号混在(zài)一起,它(tā)們不僅(jin)成分複(fú)雜,而且(qiě)有⛱️時候(hòu)幹擾信(xìn)👄号還會(huì)比流量(liang)⛱️信号大(dà)[1]。在這種(zhong)情況下(xia)怎樣㊙️抑(yi)制和排(pái)除這些(xiē)幹擾,提(tí)高信噪(zào)比就成(chéng)了研制(zhi)和使用(yòng)👉電磁流(liu)量計的(de)一個重(zhong)要的技(jì)術關鍵(jiàn)問題。
2　低(di)頻矩形(xíng)波勵磁(cí)技術中(zhōng)幹擾的(de)分析
　　低(dī)頻矩形(xíng)波勵磁(cí)技術是(shi)結合了(le)直流勵(li)磁和交(jiāo)流🛀🏻勵磁(ci)⛷️技術的(de)❄️優點,同(tong)時避免(miǎn)了它們(men)缺點的(de)一種勵(lì)磁技術(shù)低頻矩(jǔ)形波勵(li)磁技術(shù)随着集(jí)成電路(lù)技術和(hé)同步采(cǎi)樣技術(shu)的發🔞展(zhǎn)和實用(yong)化在電(dian)磁流量(liàng)計👨‍❤️‍👨中得(dé)到廣泛(fàn)應用。它(ta)的勵磁(ci)磁場波(bo)形[2]如圖(tu)1所示。其(qí)頻率通(tong)常爲💋工(gōng)頻的偶(ǒu)數分之(zhī)一。(一般(bān)爲1/2～ 1/32)。從圖(tú)1(a)中可🈲以(yǐ)看到在(zài)半☁️個周(zhou)期内,磁(ci)場是一(yī)恒穩的(de)直流磁(ci)場。它具(jù)有直流(liú)勵磁技(ji)術受電(dian)磁幹擾(rao)🙇🏻影響小(xiao),不産生(shēng)渦流效(xiào)應,正交(jiāo)幹擾和(hé)同相幹(gàn)擾小等(deng)特點;但(dan)從整個(gè)時間過(guo)程看又(you)是一個(gè)交變❌信(xìn)号,具有(you)正弦波(bo)勵磁技(jì)術基本(ben)不産生(shēng)極化現(xian)象,便與(yǔ)放大和(hé)處理信(xìn)🐕号。避免(mian)直流放(fàng)大器零(ling)點漂移(yi)、噪聲等(děng)的優點(dian)。所以🔅低(di)頻🈚矩形(xing)波勵磁(cí)技術具(jù)有很🐕好(hao)的抗幹(gàn)擾性能(neng)。但從圖(tu)1(c)中也💃可(ke)以看到(dào)實際低(dī)頻矩形(xíng)波🚶‍♀️勵🌍磁(ci)方式中(zhong),由于勵(li)磁電流(liú)⭐矩形波(bō)存在上(shàng)升沿✂️和(hé)下降沿(yán),在上升(sheng)沿和下(xia)降沿也(yě)必然存(cún)在正🙇‍♀️交(jiāo)幹擾,雖(suī)然很快(kuài)會消失(shi)💘,但沿越(yue)陡正交(jiāo)幹擾電(dian)動勢也(ye)越大🚶。
　　另(lìng)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(liàng)🥵變送器(qì)中,由于(yu)兩電極(ji)的引線(xiàn)處于交(jiao)變磁場(chǎng)中,當🏃🏻‍♂️變(bian)送💜器通(tong)電後,在(zài)引線的(de)閉合回(hui)路内就(jiù)産生❤️出(chū)感應電(dian)動勢。
3　對(dui)抗幹擾(rǎo)方式的(de)分析
3.1　變(biàn)送器的(de)調零法(fǎ)
　　要消除(chu)由于“變(biàn)壓器效(xiao)應”産生(shēng)的正交(jiao)幹擾,主(zhǔ)要有兩(liang)種方法(fǎ):一種是(shi)人爲的(de)造成一(yī)個與正(zheng)交幹擾(rǎo)幅🔞值相(xiang)同的🍉信(xin)号去與(yu)幹擾信(xìn)号相互(hu)抵消;另(ling)一種是(shi)讓引出(chū)線組成(chéng)的閉合(hé)回路在(zài)磁場交(jiāo)鏈的磁(cí)通所形(xíng)成的電(diàn)流之代(dài)數🤩和爲(wèi)零[3]。下面(mian)主要讨(tao)論後一(yi)種✉️方法(fǎ)。

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

　　如圖2所(suo)示,這種(zhǒng)方法是(shi)在一個(ge)電極上(shang)引出兩(liǎng)根導線(xian),分别接(jiē)在電位(wèi)器的兩(liǎng)端,另一(yi)個電極(ji)的引出(chu)線和電(diàn)位器的(de)中端分(fen)别接㊙️到(dào)轉換器(qì)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(hé)💋Ⅱ ,在閉合(hé)回路Ⅰ中(zhōng)感應産(chǎn)生的電(dian)動勢e和(he)閉合回(huí)路Ⅱ中感(gan)應産生(shēng)的電動(dòng)勢e′,各自(zi)形成電(dian)流i和i′。i和(hé)i′分别經(jīng)過電位(wei)器的中(zhōng)端加到(dao)轉換器(qì)的輸入(ru)電阻Rsr上(shang)。因爲這(zhè)兩個電(dian)流的方(fang)向是相(xiàng)反的,當(dāng)被測液(ye)體的流(liu)速爲零(líng)時,調整(zheng)電位器(qì)中心觸(chù)點的位(wèi)📐置,可以(yi)找到一(yī)個平⚽衡(héng)點,使兩(liǎng)個閉合(hé)回路的(de)電流大(dà)小相等(deng),而方向(xiang)相反,這(zhè)樣就可(kě)以相互(hu)抵消。其(qí)關系可(ke)用下式(shì)表示,因(yin):

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

　　因此,從(cóng)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(zhèng)🔞交幹擾(rao)完全消(xiāo)除。但由(yóu)于制造(zao)工藝的(de)原因,不(bu)可能完(wán)全🌈消除(chú)🐆,所以還(hai)必須采(cai)取其他(ta)的措施(shī)。
3.2　同步采(cǎi)樣技術(shu)
　　當信号(hào)連續時(shí),我們可(ke)使用同(tóng)步采樣(yàng)技術對(duì)信号進(jìn)行🐆采樣(yàng)[4]。但要注(zhu)意采樣(yang)區域、寬(kuān)度、對稱(cheng)度、及采(cǎi)樣的起(qi)始點的(de)選取,特(tè)🏃别是在(zai)小流量(liàng)情況下(xia),對電磁(ci)流量計(ji)☁️的測量(liàng)精度有(you)較大的(de)🏃‍♂️影響。采(cai)樣頻率(lü)要選🌂爲(wèi)工頻周(zhōu)期的整(zheng)數🐕倍。這(zhè)樣即使(shi)混有幹(gàn)擾信号(hao)因🍓其采(cai)樣時間(jian)爲完整(zhěng)的工🔴頻(pín)周期,其(qi)平均值(zhi)也爲零(líng),幹擾電(diàn)壓不起(qi)作用。
3.3　數(shu)字濾波(bō)技術
　　數(shù)字濾波(bo)技術是(shi)智能儀(yi)器中最(zuì)常采用(yòng)的技術(shu),能夠完(wán)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻成🔴模🚶‍♀️拟(nǐ)濾波器(qì)不能完(wán)成的功(gong)能,很容(róng)易解決(jue)脈沖📐幹(gàn)擾🌈剔除(chu)、數字電(dian)路毛刺(cì)幹擾消(xiao)除、A/D轉換(huan)器的抗(kang)工頻能(néng)力以📧及(ji)輸入微(wēi)處理器(qì)數字的(de)可靠性(xìng)等問題(ti)。
3.4　接地
　　由(you)于電磁(cí)流量計(jì)中變送(song)器的輸(shu)出信号(hào)很小,爲(wèi)了提🌈高(gao)儀✂️表✌️抗(kàng)幹擾的(de)能力,變(bian)送器輸(shu)入回路(lù)的零電(dian)位必須(xū)接地[5]。同(tóng)時,變送(sòng)器🧑🏾‍🤝‍🧑🏼的測(cè)量管外(wài)殼接地(dì)可以起(qǐ)屏蔽作(zuo)用,減😍小(xiao)外界📞和(hé)激磁系(xì)統本身(shen)的電磁(ci)場幹擾(rao)[6]。必須♻️強(qiáng)調,流量(liang)計一定(ding)要單獨(du)接地。因(yīn)爲若與(yu)🈲其他儀(yí)表或電(dian)氣裝置(zhì)共同接(jiē)地,接地(di)線中的(de)漏電流(liu)對測量(liàng)信号将(jiang)産生串(chuàn)模幹擾(rǎo),嚴重時(shi)流量計(jì)将無法(fa)工作。另(lìng)外,接👣地(dì)點應遠(yuan)離大型(xíng)💘用電器(qi),避免地(dì)電流串(chuan)入流量(liàng)計,造成(cheng)幹擾源(yuan)。
4　結束語(yǔ)
　　通過以(yǐ)上的分(fen)析,對電(dian)磁流量(liàng)計中産(chǎn)生幹擾(rao)的原因(yīn)及解決(jué)的辦法(fa)有了大(dà)緻的了(le)解。可以(yi)看出智(zhi)能電磁(ci)流量🔆計(ji)多種抗(kàng)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(jīng)度和可(kě)🤟靠性提(ti)高更加(jiā)的适應(yīng)于工業(yè)應用現(xiàn)場。

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