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影響電磁流量計工作使用的多種可能因素

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文章附圖

電磁流量計的測量原理基于法拉第電磁感應定律。流量計的測量管是襯有絕緣材料的非磁性合金短管。兩個電極沿管徑方向穿過管壁,固定在測量管上。當線圈被激勵時,在垂直于測量管軸線的方向上會產生一個磁通密度為b的工作磁場。

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1.靜電和電磁波干擾。靜電和電磁波會通過電磁流量計的傳感器和轉換器之間的信號線引入,如果屏蔽良好(如信號線屏蔽電纜和放置在保護鐵管中的電纜),可以防止靜電和電磁波的引入。但也有過對強電磁波防治不力的案例。此時,將轉換器移近傳感器,縮短連接的信號電纜,或者使用沒有外部電纜的集成儀器。

2.機動車。車庫通常設置在商業建筑內,行車過程中點火裝置火花放電產生電磁干擾,其頻率主要在電視頻段和超短波通信頻段。

3.工頻干擾噪聲。工頻干擾噪聲是電磁流量傳感器激勵繞組與流體、電極和放大器輸入電路之間的電磁耦合。此外,電磁流量計工作現場的工頻共模干擾和三個電源引入的工頻串模干擾都是基于電磁感應原理。首先,電磁流量傳感器勵磁繞組與流體、電極、放大器輸入電路之間的電磁耦合所產生的工頻干擾對電磁流量計的工作影響很大,不同勵磁技術下其表現形式和特點不同,因此抗干擾措施也不同。

4.電網電壓波動。大容量負荷的啟停會引起電網電壓的瞬時波動。各相電壓瞬間不平衡會導致電壓波形失真,產生更高的諧波。它的頻譜雖然低,但能量巨大。

5.高頻振蕩電路。包括發射機、接收機、時鐘振蕩器等振蕩器電路的基頻和諧波,頻率范圍從幾十千赫茲到幾百兆赫。

6:工程、科學、醫學用射頻設備。醫院和科技展覽館內可能干擾150 kHz-400 GHz頻率范圍內無線電的設備,主要包括感應加熱、微波加熱、高頻焊接、科研儀器、高頻醫療儀器等。,具有寬光譜分布。

7:電源開關操作。電路切換過程中會產生強電流脈沖和短時壓降,對電網造成干擾。

8:電化學極化電位干擾。電化學極化電位干擾是由于電極感應電動勢極性不同,導致電極表面電解液極化而引起的。雖然采用正負交變激勵磁場可以顯著降低極化電位的階數,但并不能完全消除極化電位干擾。其特性與流體介質的性質、電極材料和電極形狀有關,具有變化慢、數量級小的特點。流體電化學勢的干擾及其解決方法。因此,選擇合適的電極材料(如碳化鎢),設計良好的電極形狀和尺寸是降低極化電位的有效方法之一。此外,結合微處理器同步寬脈沖采樣技術,采用正負極點變化的矩形波激勵技術,通過減去微處理器運算功能前后的采樣值,消除了流量信號電位中的極化電位干擾。

9:磁場干擾。通常只有電磁流量傳感器用于遠離強磁場源。電磁流量計的抗磁場能力取決于傳感器的結構設計。例如,傳感器的勵磁線圈的保護殼是由非磁性材料(如鋁、塑料)制成,抗磁場能力較弱,而鋼制的抗磁場能力較強。

10:變頻器、調光開關等節能裝置是以晶閘管或類似電子器件為核心的裝置,工作時會對電網產生高次諧波干擾。特別是當這類設備廣泛使用而沒有相應的諧波抑制措施時,高次諧波會達到非常嚴重的程度。

11:家用電器和辦公用具。其中,換向器、電子控制器、定時器等。串聯電機的運行會對電網和周圍空間產生電磁干擾,干擾頻譜范圍從幾萬赫茲到幾百兆赫。電器的開關操作會引起電器開關引起的“嗬嗬嗬”聲(類似于收音機發出的“嗬嗬嗬”聲)的干擾。

12:數字電路器件。包括計算機、程控開關、設備自動控制系統的現場控制器等。由于電子電路的開關過程引起脈沖電流的快速變化,其頻譜存在于幾十赫茲到幾百兆赫之間。

13:管道的雜散電流主要通過電磁流量計良好的接地來保護。一般接地電阻應小于100ω。不要與其他電機和電器共用接地。有時環境條件好,電磁流量計不接地也能正常工作,但我們認為即使如此,做接地也是合適的。因為一旦好的環境條件不復存在,儀器就會失效,影響當時的使用,做各種檢查會帶來很多麻煩。有時電磁流量計雖然接地良好,但由于管道中的雜散電流太強(如電解工藝管道、陰極保護管網),影響了電磁流量汁的正常測量,所以電磁流量傳感器必須與管道電絕緣。

14:氣體放電燈和熒光燈的整流器和啟動器。它們會對電網和周圍空間造成電磁干擾。

15:高壓電力設備干擾。高層建筑的變電站一般位于建筑物內,高壓輸電線路和變壓器的漏磁是強干擾源,其頻譜主要分布在中短波頻段,30 MHz以下。

16:電源干擾。電磁流量計一般采用工頻交流電源供電,電源電壓幅值和頻率的變化會給電磁流量計帶來電源干擾噪聲。一般來說,由于多級積分穩壓,電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當電源電壓頻率波動時,雖然其波動范圍有限,但對電磁流量計的測量精度有很大影響。智能矩形波激勵電磁流量計采用寬脈沖采樣技術,其脈沖寬度為工頻周期的整數倍,與工頻周期同步,以完全消除工頻干擾,但前提是工頻噪聲干擾基本不變。當電源頻率波動時,流量信號采樣前后的工頻噪聲不可能完全相同。雖然同步勵磁技術和同步采樣技術不能完全消除工頻干擾噪聲,但必須采用相應的頻率補償技術,使勵磁電流、采樣脈沖和A/D轉換與頻率變化同步。

17:電動工具。在建筑用電動工具中,串聯電機的換向器會產生電磁干擾。

18:雷擊。閃電引起的浪涌電流可以高達100 kA,上升時間只有幾微秒。該浪涌電流可能在建筑物的電力系統中感應出高浪涌電壓,并且如果建筑物被閃電直接擊中,產生的干擾將更大。


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