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影响电磁流量计工作使用的多种可能因素

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文章附图

电磁流量计的测量原理基于法拉第电磁感应定律。流量计的测量管是衬有绝缘材料的非磁性合金短管。两个电极沿管径方向穿过管壁,固定在测量管上。当线圈被激励时,在垂直于测量管轴线的方向上会产生一个磁通密度为b的工作磁场。

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1.静电和电磁波干扰。静电和电磁波会通过电磁流量计的传感器和转换器之间的信号线引入,如果屏蔽良好(如信号线屏蔽电缆和放置在保护铁管中的电缆),可以防止静电和电磁波的引入。但也有过对强电磁波防治不力的案例。此时,将转换器移近传感器,缩短连接的信号电缆,或者使用没有外部电缆的集成仪器。

2.机动车。车库通常设置在商业建筑内,行车过程中点火装置火花放电产生电磁干扰,其频率主要在电视频段和超短波通信频段。

3.工频干扰噪声。工频干扰噪声是电磁流量传感器激励绕组与流体、电极和放大器输入电路之间的电磁耦合。此外,电磁流量计工作现场的工频共模干扰和三个电源引入的工频串模干扰都是基于电磁感应原理。首先,电磁流量传感器励磁绕组与流体、电极、放大器输入电路之间的电磁耦合所产生的工频干扰对电磁流量计的工作影响很大,不同励磁技术下其表现形式和特点不同,因此抗干扰措施也不同。

4.电网电压波动。大容量负荷的启停会引起电网电压的瞬时波动。各相电压瞬间不平衡会导致电压波形失真,产生更高的谐波。它的频谱虽然低,但能量巨大。

5.高频振荡电路。包括发射机、接收机、时钟振荡器等振荡器电路的基频和谐波,频率范围从几十千赫兹到几百兆赫。

6:工程、科学、医学用射频设备。医院和科技展览馆内可能干扰150 kHz-400 GHz频率范围内无线电的设备,主要包括感应加热、微波加热、高频焊接、科研仪器、高频医疗仪器等。,具有宽光谱分布。

7:电源开关操作。电路切换过程中会产生强电流脉冲和短时压降,对电网造成干扰。

8:电化学极化电位干扰。电化学极化电位干扰是由于电极感应电动势极性不同,导致电极表面电解液极化而引起的。虽然采用正负交变激励磁场可以显著降低极化电位的阶数,但并不能完全消除极化电位干扰。其特性与流体介质的性质、电极材料和电极形状有关,具有变化慢、数量级小的特点。流体电化学势的干扰及其解决方法。因此,选择合适的电极材料(如碳化钨),设计良好的电极形状和尺寸是降低极化电位的有效方法之一。此外,结合微处理器同步宽脉冲采样技术,采用正负极点变化的矩形波激励技术,通过减去微处理器运算功能前后的采样值,消除了流量信号电位中的极化电位干扰。

9:磁场干扰。通常只有电磁流量传感器用于远离强磁场源。电磁流量计的抗磁场能力取决于传感器的结构设计。例如,传感器的励磁线圈的保护壳是由非磁性材料(如铝、塑料)制成,抗磁场能力较弱,而钢制的抗磁场能力较强。

10:变频器、调光开关等节能装置是以晶闸管或类似电子器件为核心的装置,工作时会对电网产生高次谐波干扰。特别是当这类设备广泛使用而没有相应的谐波抑制措施时,高次谐波会达到非常严重的程度。

11:家用电器和办公用具。其中,换向器、电子控制器、定时器等。串联电机的运行会对电网和周围空间产生电磁干扰,干扰频谱范围从几万赫兹到几百兆赫。电器的开关操作会引起电器开关引起的“嗬嗬嗬”声(类似于收音机发出的“嗬嗬嗬”声)的干扰。

12:数字电路器件。包括计算机、程控开关、设备自动控制系统的现场控制器等。由于电子电路的开关过程引起脉冲电流的快速变化,其频谱存在于几十赫兹到几百兆赫之间。

13:管道的杂散电流主要通过电磁流量计良好的接地来保护。一般接地电阻应小于100ω。不要与其他电机和电器共用接地。有时环境条件好,电磁流量计不接地也能正常工作,但我们认为即使如此,做接地也是合适的。因为一旦好的环境条件不复存在,仪器就会失效,影响当时的使用,做各种检查会带来很多麻烦。有时电磁流量计虽然接地良好,但由于管道中的杂散电流太强(如电解工艺管道、阴极保护管网),影响了电磁流量汁的正常测量,所以电磁流量传感器必须与管道电绝缘。

14:气体放电灯和荧光灯的整流器和启动器。它们会对电网和周围空间造成电磁干扰。

15:高压电力设备干扰。高层建筑的变电站一般位于建筑物内,高压输电线路和变压器的漏磁是强干扰源,其频谱主要分布在中短波频段,30 MHz以下。

16:电源干扰。电磁流量计一般采用工频交流电源供电,电源电压幅值和频率的变化会给电磁流量计带来电源干扰噪声。一般来说,由于多级积分稳压,电源电压的幅值变化对电磁流量的测量精度影响不大。当电源电压频率波动时,虽然其波动范围有限,但对电磁流量计的测量精度有很大影响。智能矩形波激励电磁流量计采用宽脉冲采样技术,其脉冲宽度为工频周期的整数倍,与工频周期同步,以完全消除工频干扰,但前提是工频噪声干扰基本不变。当电源频率波动时,流量信号采样前后的工频噪声不可能完全相同。虽然同步励磁技术和同步采样技术不能完全消除工频干扰噪声,但必须采用相应的频率补偿技术,使励磁电流、采样脉冲和A/D转换与频率变化同步。

17:电动工具。在建筑用电动工具中,串联电机的换向器会产生电磁干扰。

18:雷击。闪电引起的浪涌电流可以高达100 kA,上升时间只有几微秒。该浪涌电流可能在建筑物的电力系统中感应出高浪涌电压,并且如果建筑物被闪电直接击中,产生的干扰将更大。