摘要(yao)　在簡(jian)要闡(chan)述了(le)電磁(ci)流量(liang)計的(de)幾種(zhong)勵磁(ci)方式(shi)🏃‍♂️的基(ji)礎🏒上(shang),分析(xi)了低(di)頻矩(ju)形波(bo)勵磁(ci)技術(shu)中常(chang)見的(de)♻️幹擾(rao)及其(qi)影響(xiang),提出(chu)💞了相(xiang)應的(de)處理(li)措施(shi),以保(bao)證電(dian)磁流(liu)量計(ji)的穩(wen)定運(yun)行。
1　引(yin)　　言
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji) 是根(gen)據法(fa)拉第(di)電磁(ci)感應(ying)定律(lü)制成(cheng)的一(yi)種測(ce)量導(dao)電性(xing)液體(ti)體積(ji)流量(liang)的儀(yi)表。随(sui)着微(wei)電子(zi)技術(shu)的發(fa)👄展,電(dian)磁流(liu)量計(ji)的勵(li)磁方(fang)♌式經(jing)曆了(le)直流(liu)勵磁(ci)、交流(liu)勵磁(ci),同時(shi)技術(shu)♌性能(neng)有🏃了(le)進一(yi)步的(de)提高(gao),應用(yong)也越(yue)🐇來越(yue)廣泛(fan)。由于(yu)其具(ju)有對(dui)液體(ti)适應(ying)性較(jiao)強的(de)特點(dian),在現(xian)代工(gong)業生(sheng)産中(zhong),已成(cheng)爲測(ce)量液(ye)體流(liu)量的(de)常用(yong)儀表(biao)。在現(xian)有的(de)電磁(ci)流量(liang)計中(zhong),交流(liu)低頻(pin)矩形(xing)波勵(li)磁方(fang)式已(yi)成爲(wei)主要(yao)的勵(li)㊙️磁方(fang)式。電(dian)磁流(liu)量計(ji)采用(yong)交流(liu)勵磁(ci)雖有(you)一定(ding)🤩的優(you)點,但(dan)随之(zhi)而來(lai)的電(dian)磁幹(gan)擾,就(jiu)成爲(wei)很麻(ma)煩的(de)問題(ti),特别(bie)☎️是電(dian)磁幹(gan)擾信(xin)号與(yu)🙇🏻有用(yong)的信(xin)号混(hun)在🙇‍♀️一(yi)起,它(ta)們不(bu)僅成(cheng)分複(fu)♻️雜,而(er)且有(you)👅時候(hou)幹擾(rao)信号(hao)還會(hui)比流(liu)量信(xin)号大(da)[1]。在這(zhe)種情(qing)況下(xia)🐇怎樣(yang)抑制(zhi)和排(pai)除這(zhe)些幹(gan)擾,提(ti)🏃‍♀️高信(xin)噪比(bi)就成(cheng)了研(yan)制和(he)使用(yong)電磁(ci)流量(liang)計的(de)一個(ge)重要(yao)的⭐技(ji)術關(guan)鍵問(wen)題。
2　低(di)頻矩(ju)形波(bo)勵磁(ci)技術(shu)中幹(gan)擾的(de)分析(xi)
　　低頻(pin)矩形(xing)波勵(li)磁技(ji)術是(shi)結合(he)了直(zhi)流勵(li)磁和(he)交流(liu)勵磁(ci)技術(shu)🈲的優(you)點,同(tong)時避(bi)免了(le)它們(men)缺點(dian)的一(yi)種勵(li)♻️磁技(ji)術低(di)頻矩(ju)形波(bo)勵磁(ci)技術(shu)随着(zhe)集成(cheng)電路(lu)技術(shu)和同(tong)步采(cai)樣技(ji)術的(de)發展(zhan)和實(shi)用化(hua)在電(dian)磁流(liu)量計(ji)中得(de)到廣(guang)泛應(ying)用。它(ta)的勵(li)磁磁(ci)場波(bo)形[2]如(ru)圖1所(suo)示。其(qi)❗頻率(lü)通常(chang)爲工(gong)頻的(de)偶數(shu)分之(zhi)一。(一(yi)般爲(wei)1/2～ 1/32)。從圖(tu)1(a)中可(ke)💘以看(kan)到在(zai)半個(ge)😘周期(qi)内,磁(ci)場是(shi)一恒(heng)穩的(de)直流(liu)磁場(chang)。它具(ju)有直(zhi)流勵(li)磁技(ji)術受(shou)⛱️電磁(ci)幹擾(rao)🏃‍♂️影響(xiang)小,不(bu)産生(sheng)渦流(liu)效應(ying),正交(jiao)幹擾(rao)🌍和同(tong)相幹(gan)擾小(xiao)等特(te)點;但(dan)從整(zheng)個時(shi)間過(guo)程看(kan)又是(shi)一👅個(ge)交變(bian)信号(hao),具有(you)正弦(xian)波勵(li)磁技(ji)術基(ji)本不(bu)産⛱️生(sheng)極化(hua)🚶‍♀️現象(xiang),便與(yu)放大(da)和處(chu)理信(xin)号。避(bi)免直(zhi)流🔞放(fang)大器(qi)零點(dian)漂✉️移(yi)、噪聲(sheng)等的(de)優點(dian)。所以(yi)低頻(pin)矩形(xing)波勵(li)磁技(ji)術具(ju)有很(hen)好的(de)抗幹(gan)擾性(xing)能。但(dan)從圖(tu)1(c)中也(ye)💰可以(yi)看到(dao)實際(ji)低頻(pin)矩🙇🏻形(xing)波勵(li)磁方(fang)式中(zhong),由于(yu)勵磁(ci)電流(liu)🍓矩形(xing)波存(cun)在上(shang)升沿(yan)🌈和下(xia)降沿(yan),在上(shang)🧡升沿(yan)和下(xia)降沿(yan)也必(bi)然存(cun)在正(zheng)交幹(gan)擾📐,雖(sui)然很(hen)快會(hui)消失(shi),但沿(yan)越陡(dou)正交(jiao)幹擾(rao)電動(dong)勢也(ye)越大(da)。
　　另外(wai)除了(le)由于(yu)勵磁(ci)電流(liu)引起(qi)的正(zheng)交幹(gan)擾,在(zai)電磁(ci)流量(liang)變送(song)器中(zhong),由于(yu)兩電(dian)極的(de)引線(xian)處于(yu)交變(bian)磁場(chang)中,當(dang)變送(song)器通(tong)👨‍❤️‍👨電後(hou),在引(yin)🔴線的(de)閉合(he)回路(lu)内就(jiu)産生(sheng)出感(gan)應電(dian)動勢(shi)。
3　對抗(kang)幹擾(rao)方式(shi)的分(fen)析
3.1　變(bian)送器(qi)的調(diao)零法(fa)
　　要消(xiao)除由(you)于“變(bian)壓器(qi)效應(ying)”産生(sheng)的正(zheng)交幹(gan)擾,主(zhu)要有(you)兩種(zhong)方💰法(fa):一種(zhong)是人(ren)爲的(de)造成(cheng)一個(ge)與正(zheng)交幹(gan)擾幅(fu)☔值相(xiang)同的(de)信号(hao)🤟去與(yu)幹擾(rao)🎯信号(hao)相互(hu)抵消(xiao);另一(yi)種是(shi)🈲讓引(yin)出線(xian)組成(cheng)的閉(bi)合👄回(hui)路在(zai)🤞磁場(chang)交鏈(lian)的磁(ci)通所(suo)⛹🏻‍♀️形成(cheng)的電(dian)流之(zhi)代數(shu)和爲(wei)零[3]。下(xia)面主(zhu)要讨(tao)論後(hou)一種(zhong)💜方法(fa)。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　圖1　低(di)頻矩(ju)形波(bo)勵磁(ci)波形(xing)

　　如圖(tu)2所示(shi),這種(zhong)方法(fa)是在(zai)一個(ge)電極(ji)上引(yin)出兩(liang)根導(dao)📐線🔞,分(fen)别接(jie)🥰在電(dian)位器(qi)的兩(liang)端,另(ling)一個(ge)電極(ji)的引(yin)出線(xian)和電(dian)💔位器(qi)的中(zhong)端分(fen)别接(jie)到轉(zhuan)換器(qi)的輸(shu)入端(duan),即Rsr的(de)兩端(duan)。這樣(yang)就形(xing)成了(le)兩個(ge)閉合(he)回路(lu)Ⅰ和Ⅱ ,在(zai)閉合(he)回路(lu)Ⅰ中感(gan)應産(chan)生的(de)電動(dong)勢e和(he)閉合(he)回路(lu)Ⅱ中感(gan)應産(chan)生的(de)電動(dong)勢e′,各(ge)自形(xing)成電(dian)流i和(he)i′。i和i′分(fen)别經(jing)過電(dian)位器(qi)的中(zhong)端加(jia)到轉(zhuan)換器(qi)的輸(shu)入電(dian)阻Rsr上(shang)。因爲(wei)這兩(liang)個電(dian)流的(de)方向(xiang)是相(xiang)反的(de),當被(bei)測液(ye)體的(de)流速(su)爲零(ling)時,調(diao)整電(dian)位器(qi)中心(xin)觸點(dian)的位(wei)置,可(ke)以找(zhao)到一(yi)個平(ping)✉️衡點(dian),使兩(liang)個閉(bi)合回(hui)路的(de)電流(liu)大小(xiao)相等(deng),而方(fang)向相(xiang)反,這(zhe)樣就(jiu)可以(yi)相互(hu)抵消(xiao)。其關(guan)系可(ke)用下(xia)式表(biao)示,因(yin):

　　式中(zhong): r′爲變(bian)送器(qi)内阻(zu),R1和R2分(fen)别爲(wei)電位(wei)器左(zuo)側和(he)右側(ce)的電(dian)阻✨,f1和(he)🐪f2分别(bie)爲通(tong)過回(hui)路Ⅰ和(he)Ⅱ磁通(tong)。因流(liu)經轉(zhuan)換器(qi)輸入(ru)阻抗(kang)Rsr的電(dian)流i和(he)✊i′之差(cha),即:

　　因(yin)此,從(cong)理論(lun)上講(jiang),用這(zhe)樣的(de)方法(fa)可以(yi)把因(yin)變送(song)器産(chan)生🙇‍♀️的(de)正交(jiao)幹擾(rao)完全(quan)消除(chu)。但由(you)于制(zhi)造工(gong)藝的(de)原因(yin),不可(ke)能完(wan)全☁️消(xiao)除,所(suo)以還(hai)必須(xu)采取(qu)其他(ta)的措(cuo)施。
3.2　同(tong)步采(cai)樣技(ji)術
　　當(dang)信号(hao)連續(xu)時,我(wo)們可(ke)使用(yong)同步(bu)采樣(yang)技術(shu)對信(xin)号進(jin)行采(cai)💃🏻樣[4]。但(dan)要注(zhu)意采(cai)樣區(qu)域、寬(kuan)度、對(dui)稱度(du)、及采(cai)樣的(de)起💚始(shi)點❤️的(de)選取(qu),特♍别(bie)是🌈在(zai)小流(liu)量情(qing)況下(xia),對電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量💞精(jing)度有(you)較大(da)的影(ying)響。采(cai)樣頻(pin)率要(yao)選爲(wei)工頻(pin)周🧡期(qi)的整(zheng)數倍(bei)。這樣(yang)即使(shi)混有(you)幹❓擾(rao)信号(hao)因其(qi)采樣(yang)時間(jian)爲完(wan)整的(de)工頻(pin)周期(qi),其平(ping)均值(zhi)也爲(wei)零,幹(gan)擾電(dian)壓不(bu)⁉️起作(zuo)用。
3.3　數(shu)字濾(lü)波技(ji)術
　　數(shu)字濾(lü)波技(ji)術是(shi)智能(neng)儀器(qi)中最(zui)常采(cai)用的(de)技術(shu),能夠(gou)完成(cheng)模🙇🏻拟(ni)濾波(bo)器不(bu)能完(wan)成的(de)功能(neng),很容(rong)易解(jie)決脈(mo)沖幹(gan)擾剔(ti)除、數(shu)字電(dian)路毛(mao)刺幹(gan)擾消(xiao)除、A/D轉(zhuan)換器(qi)的抗(kang)工頻(pin)能力(li)以及(ji)輸入(ru)⭕微處(chu)理器(qi)數字(zi)的可(ke)靠性(xing)等問(wen)題。
3.4　接(jie)地
　　由(you)于電(dian)磁流(liu)量計(ji)中變(bian)送器(qi)的輸(shu)出信(xin)号很(hen)小,爲(wei)了提(ti)高儀(yi)表抗(kang)幹擾(rao)的能(neng)力,變(bian)送器(qi)輸入(ru)回路(lu)的零(ling)電位(wei)必須(xu)接地(di)[5]。同時(shi),變送(song)器的(de)測量(liang)管外(wai)殼接(jie)地可(ke)以起(qi)屏蔽(bi)作用(yong),減小(xiao)外界(jie)和激(ji)磁系(xi)統本(ben)身的(de)電磁(ci)場幹(gan)擾[6]。必(bi)須強(qiang)調,流(liu)量💃計(ji)一定(ding)要單(dan)獨接(jie)地。因(yin)爲若(ruo)與其(qi)他儀(yi)表或(huo)電氣(qi)裝置(zhi)共同(tong)接地(di),接地(di)線中(zhong)的漏(lou)電流(liu)對測(ce)量信(xin)🏃🏻号将(jiang)産生(sheng)串模(mo)幹擾(rao),嚴重(zhong)時流(liu)量計(ji)将無(wu)法工(gong)作。另(ling)外,接(jie)地點(dian)應遠(yuan)離大(da)型用(yong)電器(qi),避免(mian)地電(dian)流串(chuan)入流(liu)量計(ji),造成(cheng)幹擾(rao)源。
4　結(jie)束語(yu)
　　通過(guo)以上(shang)的分(fen)析,對(dui)電磁(ci)流量(liang)計中(zhong)産生(sheng)幹擾(rao)的原(yuan)因及(ji)❤️解決(jue)的辦(ban)法有(you)了大(da)緻的(de)了解(jie)。可以(yi)看出(chu)智能(neng)電磁(ci)流量(liang)計多(duo)種抗(kang)幹擾(rao)㊙️技術(shu)的采(cai)用,使(shi)電磁(ci)流量(liang)☔計抗(kang)幹擾(rao)能力(li)增強(qiang),精度(du)和可(ke)靠性(xing)提高(gao)更加(jia)的适(shi)👌應于(yu)工業(ye)應用(yong)現場(chang)。

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