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淺析采取何種對策來提高dn450污水專用流量計抗干擾能力
點擊次數(shù):1908 發(fā)布時間:2020-12-24 05:51:03
dn450污水專用流量計是依靠于電磁感應原理來工作的智能化電子儀表,在現(xiàn)代化的生產(chǎn)環(huán)境中,各種工業(yè)設備的運轉(zhuǎn)中都會產(chǎn)生各種各樣會對dn450污水專用流量計產(chǎn)生干擾的電磁信號噪音,對于從事儀表研發(fā)與制造的技術人員以及儀器儀表用戶的技術使用與維護人員來說,對于dn450污水專用流量計的抗干擾能力的關注與提高是一個重要的課題,本文就是對如何提高dn450污水專用流量計的抗干擾能力所作的探討。dn450污水專用流量計的抗干擾能力的高低,會直接影響儀表的壽命和工作效率,要想提高儀表的抗干擾能力,*先要搞清楚dn450污水專用流量計干擾噪聲產(chǎn)生的物理機理和特性,對相關的干擾因素進行分析研究,從而根據(jù)各種干擾噪聲的特性采用相應的抗干擾對策,以提高流量計抗干擾的能力。干擾因素總結(jié)有以下幾點:
一、流體介質(zhì)特性產(chǎn)生的電化學干擾噪聲
電化學*化電勢干擾是由于電*感生電動勢在兩**性不同而導致電解質(zhì)在電*表面*化產(chǎn)生。雖然采用正負交變勵磁磁場能顯著減弱*化電勢的數(shù)量級,但不能根本上完全消除*化電勢干擾。其特性于流體介質(zhì)的性質(zhì)、電*材料性質(zhì)、電*的外形尺寸形狀有關,具有變化緩慢,數(shù)量級不大等特點,如圖2所示流體電化學電勢干擾及其解決方法。因此選擇合適的電*材料(如碳化鎢),設計*佳的電*形狀的尺寸是減小*化電勢的有效方法之一;另外采用正負兩*性交變的矩形波勵磁技術配合微處理器同步寬脈沖采樣技術,到用微處理器運算功能前后兩次采樣值相減消除流量信號電勢中的*化電勢干擾。
二 、工頻干擾噪聲
工頻干擾噪聲是由電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合,另外dn450污水專用流量計工作現(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)生的物理機理均是電磁感應原理。*先就電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾對dn450污水專用流量計工作影響*大,而且在不同的勵磁技術下其表現(xiàn)的形態(tài)、特性不同,因而采取抗干擾措施也不同.
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、dn450污水專用流量計接地不良等原因產(chǎn)生,采用輸入保護技術、高輸入阻抗、高共模抑制比自舉前置放大器技術以及重復接地技術,工頻寬脈沖同步采樣技術等提高抗工頻干擾的能力。
三、泥漿干擾
泥漿干擾是在測量泥漿、纖維漿等液固兩相導電性流體流量時,固體顆粒或者氣泡擦過電*表面時,電*表面的接觸電化學電勢突然變化,電磁流量傳感器輸出信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀干擾噪聲如圖3所示。在勵磁頻率較低時,泥漿干擾的數(shù)量級較大,高頻時干擾數(shù)量級較小,具有1/f的頻譜特性。提高抗泥漿干擾的能力必須采用較高頻率的矩形波勵磁,以提高dn450污水專用流量計傳感器輸出的信噪比,但會犧牲dn450污水專用流量計的零點穩(wěn)定性。另外也可采用流量信號變化率限制方法以剔除脈沖干擾對dn450污水專用流量計的影響,但會犧牲儀表的響應速度。流體流動噪聲是在測量低導率液體(100vs/cm以下)流體流量時,電*的電化學電勢定期波動,產(chǎn)生隨流量增加而頻率增加的隨機干擾噪聲,具有類似泥漿干擾的1/f頻譜特性,因此提高勵磁頻率有助于降低流體流動噪聲的數(shù)量級,以提高電磁流量傳感器測量低導電率流體流量的信噪比。
四、供電電源性干擾
dn450污水專用流量計一般采用工頻交流電源供電,其電源電壓的幅值和頻率的變化都會給dn450污水專用流量計帶來電源性干擾噪聲。對電源電壓的幅值變化,因采用多級集成穩(wěn)壓,一般而言電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當電源電壓的頻率波動時,雖然其波動范圍有限,但對dn450污水專用流量計測量精度影響較大。在智能矩形波勵磁dn450污水專用流量計中采用寬脈沖采樣技術,其脈沖寬度為工頻周期的整數(shù)倍,具同步于工頻周期,以完全消除工頻干擾,但前提條件是工頻噪聲干擾基本不變。當供電電源頻率波動時,流量信號采樣時使前后的工頻噪聲不能完全相同,雖然采用采樣技術但是仍然不能完全消除工頻干擾噪聲,必須采用相應的頻率補償技術,使勵磁電流、采樣脈沖,A/D轉(zhuǎn)換同步于頻率的變化,這樣才能真正的解決這一問題。
對于以上所描述的四種干擾因素以及干擾dn450污水專用流量計的方法及相關分析,我們在日常使用中應該倍加注意,應該盡快找到相關對策,解決這一問題,提高dn450污水專用流量計的抗干擾能力,提高我們的儀表壽命和工作效率。
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一、流體介質(zhì)特性產(chǎn)生的電化學干擾噪聲
電化學*化電勢干擾是由于電*感生電動勢在兩**性不同而導致電解質(zhì)在電*表面*化產(chǎn)生。雖然采用正負交變勵磁磁場能顯著減弱*化電勢的數(shù)量級,但不能根本上完全消除*化電勢干擾。其特性于流體介質(zhì)的性質(zhì)、電*材料性質(zhì)、電*的外形尺寸形狀有關,具有變化緩慢,數(shù)量級不大等特點,如圖2所示流體電化學電勢干擾及其解決方法。因此選擇合適的電*材料(如碳化鎢),設計*佳的電*形狀的尺寸是減小*化電勢的有效方法之一;另外采用正負兩*性交變的矩形波勵磁技術配合微處理器同步寬脈沖采樣技術,到用微處理器運算功能前后兩次采樣值相減消除流量信號電勢中的*化電勢干擾。
二 、工頻干擾噪聲
工頻干擾噪聲是由電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合,另外dn450污水專用流量計工作現(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)生的物理機理均是電磁感應原理。*先就電磁流量傳感器勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾對dn450污水專用流量計工作影響*大,而且在不同的勵磁技術下其表現(xiàn)的形態(tài)、特性不同,因而采取抗干擾措施也不同.
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、dn450污水專用流量計接地不良等原因產(chǎn)生,采用輸入保護技術、高輸入阻抗、高共模抑制比自舉前置放大器技術以及重復接地技術,工頻寬脈沖同步采樣技術等提高抗工頻干擾的能力。
三、泥漿干擾
泥漿干擾是在測量泥漿、纖維漿等液固兩相導電性流體流量時,固體顆粒或者氣泡擦過電*表面時,電*表面的接觸電化學電勢突然變化,電磁流量傳感器輸出信號出現(xiàn)尖峰脈沖狀干擾噪聲如圖3所示。在勵磁頻率較低時,泥漿干擾的數(shù)量級較大,高頻時干擾數(shù)量級較小,具有1/f的頻譜特性。提高抗泥漿干擾的能力必須采用較高頻率的矩形波勵磁,以提高dn450污水專用流量計傳感器輸出的信噪比,但會犧牲dn450污水專用流量計的零點穩(wěn)定性。另外也可采用流量信號變化率限制方法以剔除脈沖干擾對dn450污水專用流量計的影響,但會犧牲儀表的響應速度。流體流動噪聲是在測量低導率液體(100vs/cm以下)流體流量時,電*的電化學電勢定期波動,產(chǎn)生隨流量增加而頻率增加的隨機干擾噪聲,具有類似泥漿干擾的1/f頻譜特性,因此提高勵磁頻率有助于降低流體流動噪聲的數(shù)量級,以提高電磁流量傳感器測量低導電率流體流量的信噪比。
四、供電電源性干擾
dn450污水專用流量計一般采用工頻交流電源供電,其電源電壓的幅值和頻率的變化都會給dn450污水專用流量計帶來電源性干擾噪聲。對電源電壓的幅值變化,因采用多級集成穩(wěn)壓,一般而言電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當電源電壓的頻率波動時,雖然其波動范圍有限,但對dn450污水專用流量計測量精度影響較大。在智能矩形波勵磁dn450污水專用流量計中采用寬脈沖采樣技術,其脈沖寬度為工頻周期的整數(shù)倍,具同步于工頻周期,以完全消除工頻干擾,但前提條件是工頻噪聲干擾基本不變。當供電電源頻率波動時,流量信號采樣時使前后的工頻噪聲不能完全相同,雖然采用采樣技術但是仍然不能完全消除工頻干擾噪聲,必須采用相應的頻率補償技術,使勵磁電流、采樣脈沖,A/D轉(zhuǎn)換同步于頻率的變化,這樣才能真正的解決這一問題。
對于以上所描述的四種干擾因素以及干擾dn450污水專用流量計的方法及相關分析,我們在日常使用中應該倍加注意,應該盡快找到相關對策,解決這一問題,提高dn450污水專用流量計的抗干擾能力,提高我們的儀表壽命和工作效率。
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