電磁流量計被電磁干擾的影響

時間：2016-04-26作者：金湖斯美特儀表有限公司瀏覽：77

電磁流量計的測量原理及勵磁方式，分析了由勵磁方式產(chǎn)生的各種干擾問題，闡述了從根本上對這些干擾信號進行抑制和消除的方法。
所謂電磁流量計是指根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，用來測量導(dǎo)電性液體體積流量的儀表。它可在層流、紊流、脈動流量以及產(chǎn)生流線振動等情況下對流體進行流量測量。由于其流量管光滑，壓力損失小，測量范圍寬，準確度高，反應(yīng)靈敏，能獲得與流量成比例的信號，加之其測量管直通無死角，便于清洗和滅菌消毒，因此它在用于特殊衛(wèi)生要求的醫(yī)藥和食品工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
由于液體中所感應(yīng)出的電勢數(shù)值很小，所以要引入高放大倍數(shù)的放大器，然而這樣就使得電磁流量計特別容易受外界電磁場的干擾，即使很微弱的信號在經(jīng)過高倍放大后，對結(jié)果的影響也是巨大的，這樣勢必會大大地影響儀表的準確度，對控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性也構(gòu)成很大的隱患。所以研究電磁流量計的所受的電磁干擾及相應(yīng)對策就顯得特別有必要。這里有幾點不成熟的看法，與大家共同探討。
電磁流量計測量原理
根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，當一導(dǎo)體在磁場中運動而切割磁力線時，在導(dǎo)體兩端便會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。設(shè)在均勻磁場中，垂直于磁場方向有一個直徑為 D的管道。管道由不導(dǎo)磁材料制成，內(nèi)表面加絕緣襯里。當導(dǎo)電的液體在管道中流動時，導(dǎo)電液體就切割磁力線，因而在和磁場及流動方向垂直的方向?qū)a(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極，可以證明，只要管道內(nèi)流速 v為軸對稱分布，兩級之間就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢：
E=BDv （1）
由此可得管道的體積流量為：
Q=πD*D/4y （2）
綜合式（1）和式（2）得：
E=4BQ/πd=KQ （3）
式中：
K為儀表常數(shù)，在管道直徑 D已確定并維持磁感應(yīng)強度 B恒定時，K是一個常數(shù)。此時感應(yīng)電動勢與體積流量具有線性關(guān)系。
2勵磁方式
由電磁流量計的工作原理可知，為使式（3）成立，**個必須滿足的條件就是要有一個均勻恒定的磁場，才能保證感應(yīng)電動勢 E與體積流量 Q具有線性關(guān)系，這就需要選擇合適的勵磁方式，也就是產(chǎn)生磁場的方式，一般有三種勵磁方式可供選擇，即直流勵磁、交流勵磁、低頻方波勵磁。
3干擾的抑制和消除
由于本系統(tǒng)需在劣勢的現(xiàn)場環(huán)境中使用，對抗干擾性和可靠性具有較高的要求，因此在系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計過程中，將提高系統(tǒng)抗干擾性和可靠性作為一項重要的內(nèi)容。根據(jù)一般電磁流量計系統(tǒng)的特點，主要從硬件優(yōu)化方面討論如電磁耦合、靜電感應(yīng)是電磁流量計產(chǎn)生干擾噪聲的重要來源。在電磁流量變速器中，由于兩電極的引線處于交變磁場中，當變速器通電后，在引線的閉合回路內(nèi)就產(chǎn)生出感應(yīng)電動勢。這種干擾信號疊加到測量信號中，影響了系統(tǒng)的運行。各種勵磁方式產(chǎn)生會帶來不同的電磁干擾問題。直流勵磁方式易產(chǎn)生較化干擾，交流勵磁方式易產(chǎn)生正交干擾（90度干擾）、同相干擾（即工頻干擾）等。由于實際應(yīng)用中多采用交流勵磁方式，因此以下主要闡述交流勵磁下的干擾問題及抑制。
3.1正交干擾及其抑制或消除方法
正交干擾是指在相位上與流量信號相差 90度的干擾。電磁流量變送器采用交流勵磁方式時，要產(chǎn)生一個交變的磁場，而由電極、引出線、被測介質(zhì)和轉(zhuǎn)換器的輸入電路所組成的閉合回路，正處于干擾交變磁場中、閉合回路不可能與變送器的交變磁場產(chǎn)生的磁力線完全平
行，總會有一部分交變的磁力線穿過該閉合回路，從而在回路內(nèi)產(chǎn)生
一個干擾電動勢，其大小為：
et=-dB/dt （4）
對于交流勵磁，B=Bmsin（ωt
）則有：
Et=-Bmωcos（ω）t=-Bmωsin（ωt+90°） （5）
比較可知，測量信號 E與干擾信號 et的頻率相同，相位差 90°。因此稱 et為 90°干擾，又稱正交干擾。在電磁流量計中，從變送器和轉(zhuǎn)換器兩部分采取措施，來消除或抑制 90°干擾。
3.1.1從變頻器部分采取措施
在變送器的結(jié)構(gòu)上，注意使閉合回路的平面保持與交變磁力線平行，避免磁力線穿過閉合回路，并設(shè)有干擾調(diào)整機構(gòu)，以減少干擾信號 et。另外，在變送器上設(shè)置調(diào)零電位器。從一般電極引出二根導(dǎo)線，并分別繞過磁較形成兩個回路，當有磁力線穿過此閉合回路，必然在兩個回路內(nèi)產(chǎn)生方向相反的感應(yīng)電勢。因此，在兩個回路中有相反方向的電流 I1、I2。通過調(diào)整電位器，使兩個回路中產(chǎn)生的電流 I1、I2在轉(zhuǎn)換器的輸入電阻上產(chǎn)生的電勢相互抵消，減少 90°干擾信號。
3.1.2從轉(zhuǎn)換器部分采取措施
對于正交干擾，除了變送器的干擾調(diào)整機構(gòu)調(diào)零以外，轉(zhuǎn)換器中也要設(shè)置抗干擾機構(gòu)，以消除變送器中剩余的正交干擾信號。否則，這些剩余的正交干擾信號同樣會被放大器放大，嚴重影響儀表正常工作。為此，在主放大器的輸出端設(shè)置抑制抑制和補償 90°干擾的機構(gòu)，經(jīng)主放大器放大后的 90°干擾信號，被鑒別和分離出來，然后再反饋到主放大器的輸入端，以抵消輸入端進來的 90°干擾信號。
3.2同相干擾及其抑制方法
同相干擾工頻干擾或共模干擾，是指在同一瞬間出現(xiàn)在變送器的兩個電極上，并且幅值和相位都相同的干擾信號。當流量為零時，即被測液體靜止不動時，所測得的同相信號就是同相干擾信號。對于同相干擾，抑制的方法較多。在變送器方面，將電極和勵磁線圈在幾何形狀、尺寸以及性能參數(shù)上做得均衡對稱，并分別嚴格屏蔽，以減少電極與勵磁線圈之間的分布電容影響。
為了減少地電流造成的同相干擾，在安裝接地線時，要把變送器兩端的管道法蘭盤與轉(zhuǎn)換器的外殼都接在同一點上，以減少同相干擾，但不能完全消除同相干擾。因此，通常還在轉(zhuǎn)換器的前置放大級采用增加了恒流源的差動放大電路，利用差動放大器的高共模抑制比，使進入轉(zhuǎn)換器輸入端的同相干擾信號互相抵消而被抑制，可以達到很好的效果。同時，為了避免干擾信號，變送器和轉(zhuǎn)換器之間的信號必須用屏蔽導(dǎo)線傳輸。
3.3其他應(yīng)注意的問題
在使用中要注意維護，防止電極與管道間絕緣的破壞，安裝時要遠離一切磁源（例如大功率電機、變壓器等），不能有振動。單獨、良好的接地也是十分重要的。接地線應(yīng)盡量加粗，地電流是同相干擾產(chǎn)生的主要原因。如果變送器附近存在大功率的電器設(shè)備，特別是從絕緣不好的等效電路中可以看出，接地線接地電阻 Rn產(chǎn)生的電壓降 en通過變送器而發(fā)生漏電時，地電流將使各個不同接地點電。

	分析系統(tǒng)的電磁干擾原因，通過對電磁流量計實行一系列的抗干擾措施，大大抑制和消除了干擾信號對有用的流量信號的影響，提高了測量的準確度，減少了故障率。更多電磁流量計相關(guān)信息及使用技巧。


	電磁流量計


金湖斯美特儀表有限公司專注于電磁流量計,渦街流量計,渦輪流量計,蒸汽流量計,一體式電磁流量計,污水流量計等

• 詞條

  詞條說明

• 電磁流量計一體型或分體式的選擇

  電磁流量計一體型：現(xiàn)場環(huán)境較好的狀況下，普通都選用一體型，即傳感器和轉(zhuǎn)換器組裝成一體。 電磁流量計分體型：即傳感器和轉(zhuǎn)換器分開裝于不同的地點，普通呈現(xiàn)以下狀況時選用別離型。 ⑴環(huán)境溫度或流量計轉(zhuǎn)換器外表受輻射溫度追趕60oC. ⑵管道震動較大的場所。 ⑶會對傳感器的鋁殼嚴重腐蝕的場所。 ⑷現(xiàn)場溫度較大或有腐蝕性氣體的場所。 ⑸流量計裝在高空或井下調(diào)試不便當?shù)膱鏊?電磁流量計

• 智能電磁流量計按電流方式分類

  智能電磁流量計是把流過管道內(nèi)的導(dǎo)電液體的體積流量轉(zhuǎn)換為線性電信號。其轉(zhuǎn)換原理就是著名的法拉*電磁感應(yīng)定律，即導(dǎo)體通過磁場，切割電磁線，產(chǎn)生電動勢。流量傳感器的磁場是通過勵磁實現(xiàn)的，分直流勵磁、交流勵磁和低頻方波勵磁。 智能電磁流量計 (1)直流激磁? 直流激磁EMF用于測量液態(tài)金屬流是，如常溫下汞和高溫下液態(tài)鈉、銼、鉀等。在快中子增殖核反應(yīng)堆一次回路中用于測量攝氏500余度的熔融鈉流量

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• 金屬管浮子流量計常見故障分析

  金屬管浮子流量計具有 0-10mA，4-20mA的標準模擬量信號輸出和現(xiàn)場指示。累積，數(shù)字通訊，現(xiàn)場修改測量參數(shù)，不同的供電方式功能，帶有磁性過濾器和特殊規(guī)格品種。廣泛應(yīng)用于，石油、化工、發(fā)電、制藥、食品、水處理等。復(fù)雜，惡劣環(huán)境條件，及各種介質(zhì)條件的流量測量過程中。 一、指針抖動： 1．輕微指針抖動：一般由于介質(zhì)波動引起?？刹捎迷黾幼枘岬姆绞絹砜朔?。 2．中度指針抖動：一般由于介質(zhì)流動狀態(tài)造成。