電磁流量(liang)計
作爲一(yī)種依靠電(dian)磁作用原(yuan)理工作的(de)流量儀表(biao),在使用🔞的(de)過程中會(huì)受到外部(bu)的各種幹(gan)擾,用戶在(zài)安裝過程(chéng)中要特🙇🏻别(bie)注意避免(mian)因爲外部(bu)的不良測(cè)量🌈環境對(dui)于儀表造(zao)成的影響(xiǎng),針🈲對于電(dian)磁流量計(jì)在✉️使用過(guo)程中受到(dao)的最主要(yào)的幹擾類(lei)型做一個(gè)簡單的描(miao)述。
目前在(zài)工業生産(chǎn)中普遍使(shi)用的電磁(ci)流量計,一(yi)般都采用(yòng)50Hz電源提供(gòng)直接供電(diàn),最後輸出(chu)一個和流(liú)量成正比(bi)的電流信(xìn)号(0-10mA或4-2OmA)。電磁(ci)流量變送(sòng)器産生的(de)流量信号(hào)爲mV級交流(liu)信号,通常(cháng)設定流體(tǐ)平均速度(du)爲1 m/s, 流量信(xin)号爲1mV或0.5mV。實(shí)際測量中(zhōng)取🏒得的電(dian)級信号除(chu)流量信号(hào)外還混雜(zá)着同相、正(zheng)交和共模(mó)🔴等幹擾信(xìn)号👨❤️👨,特别是(shì)交流👄勵👉磁(ci)時幹擾電(dian)壓✊的幅值(zhí)較高,可達(dá)數十mV或更(gèng)大⭕,勢必嚴(yan)重影響🍓測(cè)量。因此,抑(yì)制和消除(chu)幹擾曆來(lai)是電磁流(liú)量♍的關鍵(jian)。
1. 正交幹擾(rao)信号及抑(yì)制産生的(de)原因及影(yǐng)響
所謂正(zhèng)交幹擾信(xìn)号是指其(qí)相位和被(bei)側流量信(xin)号💜相😘差90度(du),且不随流(liú)量變化,造(zào)成這種幹(gan)擾信号主(zhǔ)要有兩個(ge)原🌐因。
一是(shì)在電極引(yin)線、放在輸(shū)人阻抗和(hé)被測介質(zhì)構成的輸(shū)人回🏃🏻路中(zhong),由于交變(bian)電磁場的(de)作用,産生(shēng)一個☂️附加(jiā)的感應電(diàn)勢,該電勢(shi)和流體的(de)平均流速(sù)無關,并且(qie)和流量信(xin)号電勢相(xiang)位成90度。
由(you)式中可知(zhī)感應電勢(shi)E和正弦磁(ci)場B是同相(xiàng)位的,而🈚由(you)于正弦交(jiao)變磁場與(yu)輸人回路(lu)交鏈産生(shēng)的附加♍幹(gan)擾電勢en爲(wèi)
除上述原(yuan)因外,産生(sheng)正交幹擾(rao)的另一個(gè)原因是交(jiao)變😘磁㊙️通在(zai)被測導電(diàn)流體中産(chǎn)生渦流。如(ru)果磁場在(zai)電極兩側(cè)産生的渦(wō)🥵流不對稱(cheng),那麽兩電(diàn)極之間也(ye)會産生附(fù)加的正交(jiāo)幹擾電勢(shì)差。消除正(zheng)交幹擾的(de)方法很多(duō),目前主要(yao)采用的方(fang)法,一個是(shì)利用信号(hào)引出線路(lu)自動補償(cháng),另一個是(shì)在主放級(ji)中對于90度(dù)幹擾信号(hao)進行深度(dù)負反饋,而(ér)後采用相(xiang)敏電路,使(shi)正交幹擾(rao)大大削✨弱(ruò).通常💘是同(tong)時采取這(zhè)兩種措施(shī)。
關于信号(hào)引線自動(dong)消除的方(fāng)法如圖4-28所(suo)示。圖中電(diàn)極A引出🔞兩(liang)根線和電(diàn)位器R、串接(jie)。電極B的引(yǐn)線通過下(xia)一環節前(qian)置放大級(ji)的輸人電(dian)阻(即爲電(diàn)極引出信(xìn)🐪号的負載(zai)電阻🏃♂️RL) RL和電(dian)位器的滑(hua)🏃♀️動觸點相(xiang)連,這就構(gòu)成兩個與(yu)磁力線垂(chuí)❓直的回路(lu)。調節滑動(dong)⛱️觸點的位(wei)置,使兩回(huí)路中電流(liú)相等🌈,則在(zai)兩電極間(jian)的流體中(zhōng),無正交感(gǎn)應電流流(liú)過,這樣就(jiù)可大部分(fen)消除✍️正交(jiāo)幹擾。
其餘引人(rén)的正交幹(gàn)擾經過主(zhǔ)放大器後(hou),經過對90度(du)幹擾信号(hao)的🏃♀️相敏整(zhěng)流,驅動由(you)旁熱式熱(rè)敏電阻組(zǔ)成的✂️交流(liu)不平衡電(diàn)橋,再⁉️将不(bu)平衡輸出(chū)引至主放(fàng)大器的輸(shū)人端🏃構成(cheng)負反饋,從(cóng)而就可有(yǒu)效地抑制(zhi)殘餘的90度(du)幹擾信号(hao)。
2.同相幹擾(rǎo)信号及抑(yì)制産生的(de)原因及影(yǐng)響
同相幹(gan)擾是指兩(liang)個電極分(fen)别對地有(yǒu)一幅值和(hé)相位相🏒同(tong)的幹擾信(xin)号,産生同(tóng)相幹擾的(de)原因主要(yào)有兩個。
一(yī)是由于激(jī)磁繞組和(he)電極之間(jian)的靜電感(gan)應引起的(de)🔴同相幹擾(rao),如圖4-29所示(shì),在激磁繞(rào)組和電極(jí)A, B之間存在(zai)絕📐緣電阻(zǔ)RM和分布電(diàn)容Cf,激磁電(diàn)壓通過RM和(hé)Cf及兩電極(jí)之間的内(nei)阻,對地産(chǎn)生同相的(de)幹擾🐇電勢(shi)et。
二是由地(di)電流引起(qi)的同相幹(gàn)擾電勢。如(rú)果在流最(zui)計附近存(cún)在大功率(lǜ)的電器設(she)備,特别是(shi)因絕緣不(bu)好而發生(sheng)漏電時,地(di)電流将使(shǐ)不同接地(di)點電位不(bu)同,如圖4-30所(suǒ)示,檢測器(qì)電極和被(bèi)測介質相(xiàng)接觸,而轉(zhuǎn)換器是接(jie)地的。由于(yu)被測介質(zhì)✨和轉換器(qì)的接地點(dian)不同,這樣(yang)一來由地(dì)電流造成(cheng)的兩不同(tóng)接地點的(de)🈲電位差被(bei)引人轉換(huàn)器,構成幹(gan)擾電勢et。
爲(wèi)了消除幹(gàn)擾對于電(dian)磁流量計(jì)的影響,對(dui)于靜電效(xiào)應,應采取(qǔ)嚴格的屏(píng)蔽措施,使(shǐ)分布電容(róng)大大減小(xiǎo),同時降低(di)激磁電壓(ya)。對于地電(dian)流造成的(de)幹擾,應💔盡(jin)量遠離大(dà)電功率電(dian)器設備,使(shi)轉換☔器、被(bèi)測介質、管(guǎn)道一點接(jiē)地,也可采(cǎi)取轉換器(qì)“浮空”措施(shī)。轉換器♊的(de)前置放大(da)級采用差(chà)分輸人電(diàn)路。
3.電源電(dian)壓與頻率(lǜ)波動影響(xiang)補償電源(yuan)電壓的波(bo)動㊙️将使磁(cí)場強度發(fā)生變化,這(zhe)将直接影(yǐng)響流量信(xin)号E的數值(zhí)。
電源頻率(lǜ)的變化引(yǐn)起鐵損和(hé)激磁線圈(quan)感抗的波(bō)🈲動,因🏃🏻♂️而也(ye)将📱造成流(liú)量信号E的(de)波動。爲了(le)補償上述(shu)參數波動(dòng)造成的測(cè)量誤差,轉(zhuan)換器中應(ying)用霍爾元(yuán)件構成的(de)乘法器進(jìn)行深度負(fu)反饋,使輸(shu)出電流直(zhí)接和流量(liang)成正比,而(er)與電源的(de)波動無關(guān)。
由以上可(kě)知,采用低(dī)頻方波勵(lì)磁不僅各(ge)種幹擾的(de)電👄壓幅值(zhí)大大下降(jiàng),而且抑制(zhì)方式也大(da)爲簡化。
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