电磁流量计搅扰噪声的物理机理、特性及其对策
发布日期:2018/1/3 10:38:58
  为了对电磁流量计抗搅扰技巧加以研究,首先必需对电磁流量计搅扰噪声发生的物理机理和特性加以剖析探讨,从而按照各类搅扰噪声的特性采用对应的抗搅扰对策,以进步电磁流量计抗搅扰的才能。今天就来谈谈电磁流量计搅扰噪声的物理机理、特性及其对策:
1 工频搅扰噪声
工频搅扰噪声是由电磁流量传感器励磁绕组和流体、电极、缩小器输出回路的电磁耦合,另外电磁流量计任务现场的工频共模搅扰,其三供电电源引入的工频串模搅扰等,其发生的物理机理均是电磁感应原理。首先就电磁流量传感器励磁绕组和流体、电极、缩小器输出回路的电磁耦合发生的工频搅扰对电磁流量计任务影响最大,并且在不同的励磁技巧下其展现的形状、特性不同,因此采取抗搅扰措施也不同
下此工频搅扰噪声的特性。在工频正弦波励磁磁场下,此种电磁耦合工频搅扰噪声展现方式为正交搅扰,又称为变压器电势,其特点是搅扰噪声幅值和工频正弦波励磁频率成反比,相位滞后流量信号电势900,且幅值较流量信号电势大几个数目级。在低频矩形波励磁,三值低频矩形波励磁和双频矩形波励磁要求,此种电磁巧合工频搅扰噪声展现方式为微分搅扰,其波形为脉冲波形,其中幅值和磁通变化率成反比,且按指数规律衰减,普通而言其幅值比正弦波励磁要求下的正交搅扰大得多,另外此微分搅扰仅在励磁磁通变化时发生,而在磁通恒定时,下一个磁通出现变化之前不会发生微分搅扰,具有时段性。
针对工频正弦波励磁下的正交搅扰噪声,采用复杂的主动正交抑制零碎减小正交搅扰噪声的影响,但由于正交搅扰噪声比流量信号电势大几个数目级正交抑制电子电路的任何不完善都将招致一局部正交搅扰转换成同相关扰,使工频正弦波励磁电磁流量计零点漂移,流量测量精度难以进步。
采用低频矩形波励磁、三值低频矩形波励磁、双频矩形波励磁,正交搅扰噪声演化成为微分搅扰。由于微分搅扰具有时段时,应用同步采样技巧在磁场恒活期,即微分搅扰衰减为零之后,采用宽脉冲同步采样( 工频周期的偶数倍),以防止串入流量信号电势中的工频搅扰的影响。其次采用控制励磁电流(励磁磁通)变化率的办法减小微分搅扰的幅值,但减小流量信号采样的时刻间距;也能够采用程控增益技巧使微分搅扰时段增益为Odb,而恒磁通时段增益为100db,以减小微分搅扰的幅值的影响。
关于工频共模搅扰和工频串模搅扰是多见的搅扰,重要是由于电磁屏蔽缺陷、散布电容耦合、电磁流量计接地不良等缘由发生,采用输出维护技巧、高输出阻抗、高共模抑制比自举前置缩小器技巧以及反复接地技巧,工频宽脉冲同步采样技巧等进步抗工频搅扰的才能。
2 流体介质特性发生的电化学搅扰噪声
电化学极化电势搅扰是由于电极感生电动势在两极极性不同而招致电解质在电极外表极化发生。即使采用正负交变励磁磁场能明显削弱极化电势的数目级,但不能基本上整个消弭极化电势搅扰。其特性于流体介质的性质、电极资料性质、电极的外形尺寸外形有关,具有变化迟缓,数目级不大等特点,如图2所示流体电化学电势搅扰及其处理办法。因而选择适宜的电极资料(如碳化钨),设计最佳的电极外形的尺寸是减小极化电势的有用办法之一;另外采用正负两极性交变的矩形波励磁技巧配合微处置器同步宽脉冲采样技巧,到用微处置器运算功效前后两次采样值相减消弭流量信号电势中的极化电势搅扰。
3 供电电源性搅扰
电磁流量计普通都采用工频交流电源供电,其电源电压的幅值和频率的变化都会给电磁流量计带来电源性搅扰噪声。对电源电压的幅值变化,因采用多级集成稳压,普通而言电源电压的幅值变化对电磁流量的测量精度影响不大。当电源电压的频率动摇时,即使其动摇领域无限,但对电磁流量计测量精度影响较大。在智能矩形波励磁电磁流量计中采用宽脉冲采样技巧,其脉冲宽度为工频周期的整数倍,具同步于工频周期,以整个消弭工频搅扰,但前提要求是工频噪声搅扰根本不变。当供电电源频率动摇时,流量信号采样时使前后的工频噪声不能整个相反,即使采用同步励磁技巧、同步采样技巧依然不能整个消弭工频搅扰噪声,必需采用对应的频率补偿技巧,使励磁电流、采样脉冲,A/D 转换同步于频率的变化。
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