我們對分體式電磁流量計(jì)抗干擾技術(shù)加以探討,首先必須對分體式電磁流量計(jì)干擾噪聲產(chǎn)生的物理機(jī)理和特性加以分析研究,從而根據(jù)各種干擾噪聲的特性采用相應(yīng)的抗干擾對策,以提高分體式電磁流量計(jì)抗干擾的能力。
1 工頻干擾噪聲
工頻干擾噪聲是由電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合,另外分體式電磁流量計(jì)工作現(xiàn)場的工頻共模干擾,其三供電電源引入的工頻串模干擾等,其產(chǎn)生的物理機(jī)理均是電磁感應(yīng)原理。首先就電磁流量傳感器勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾對分體式電磁流量計(jì)工作影響最大,而且在不同的勵(lì)磁技術(shù)下其表現(xiàn)的形態(tài)、特性不同,因而采取抗干擾措施也不同,如圖1所示在各種勵(lì)磁技術(shù)。
此種電磁耦合工頻干擾噪聲表現(xiàn)形式為正交干擾(見圖1 b),又稱為變壓器電勢,其特點(diǎn)是干擾噪聲幅值和工頻正弦波勵(lì)磁頻率成正比 ,相位滯后流量信號電勢900,且幅值較流量信號電勢大幾個(gè)數(shù)量級。在低頻矩形波勵(lì)磁,三值低頻矩形波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁條件,此種電磁偶合工頻干擾噪聲表現(xiàn)形式為微分干擾(見圖1c),其波形為脈沖波形,其中幅值和磁通變化率成正比,且按指數(shù)規(guī)律衰減,一般而言其幅值比正弦波勵(lì)磁條件下的正交干擾大得多,另外此微分干擾僅在勵(lì)磁磁通變化時(shí)產(chǎn)生,而在磁通恒定時(shí),下一個(gè)磁通發(fā)生變化之前不會(huì)產(chǎn)生微分干擾,具有時(shí)段性。
針對工頻正弦波勵(lì)磁下的正交干擾噪聲,采用復(fù)雜的自動(dòng)正交抑制系統(tǒng)減小正交干擾噪聲的影響,但由于正交干擾噪聲比流量信號電勢大幾個(gè)數(shù)量級正交抑制電子電路的任何不完善都將導(dǎo)致一部分正交干擾轉(zhuǎn)換成同相干擾,使工頻正弦波勵(lì)磁分體式電磁流量計(jì)零點(diǎn)漂移,流量測量精度難以提高。
采用低頻矩形波勵(lì)磁、三值低頻矩形波勵(lì)磁、雙頻矩形波勵(lì)磁,正交干擾噪聲演變成為微分干擾。由于微分干擾具有時(shí)段時(shí),利用同步采樣技術(shù)在磁場恒定期,即微分干擾衰減為零之后,采用寬脈沖同步采樣( 工頻周期的偶數(shù)倍),以避免串入流量信號電勢中的工頻干擾的影響。其次采用控制勵(lì)磁電流(勵(lì)磁磁通)變化率的方法減小微分干擾的幅值,但減小流量信號采樣的時(shí)間間隔;也可以采用程控增益技術(shù)使微分干擾時(shí)段增益為Odb,而恒磁通時(shí)段增益為100db,以減小微分干擾的幅值的影響。
對于工頻共模干擾和工頻串模干擾是常見的干擾,主要是由于電磁屏蔽缺陷、分布電容耦合、分體式電磁流量計(jì)接地不良等原因產(chǎn)生,采用輸入保護(hù)技術(shù)、高輸入阻抗、高共模抑制比自舉前置放大器技術(shù)以及重復(fù)接地技術(shù),工頻寬脈沖同步采樣技術(shù)等提高抗工頻干擾的能力。
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