東莞市博粵氣動(dòng)液壓設(shè)備有限公司(東莞市工搜電子有限公司)作者
會(huì)對(duì)寶德電磁流量計(jì)形成干擾有哪些因素
寶德電磁流量計(jì)以無(wú)壓損、高精度、價(jià)格適中等優(yōu)勢(shì),廣受石化、化工等行業(yè)企業(yè)的青睞,在流量計(jì)量中擔(dān)任著重要的角色。然而在實(shí)際應(yīng)用中,受操作不當(dāng)、設(shè)備選擇不合理、安裝不科學(xué)的情況,測(cè)量誤差就很難避免,給使用者造成麻煩。因此,廣大儀表人應(yīng)當(dāng)重視各種造成電磁流量計(jì)誤差的因素??偟膩?lái)說(shuō),造成電磁流量計(jì)誤差的主要影響可以分為三類(lèi):選型不當(dāng),待測(cè)液影響和干擾。
一、選型不正確造成
1:待測(cè)液體流速
寶德電磁流量計(jì)可測(cè)的流速范圍一般為0.5~10m/s,經(jīng)濟(jì)流速范圍為1.5~3m/s。實(shí)際使用時(shí)要根據(jù)待測(cè)流量大小及電磁流量計(jì)可測(cè)流速范圍來(lái)確定測(cè)量管內(nèi)徑。
2:電極及襯里材料選擇
電極及襯里材料直接與待測(cè)液體接觸,應(yīng)根據(jù)待測(cè)液體的特性(如腐蝕性、磨蝕性等)及工作溫度選擇電極及襯里材料,如選擇不當(dāng),則會(huì)造成附著速度快、腐蝕、結(jié)垢、磨損、襯里變形等問(wèn)題,進(jìn)而產(chǎn)生測(cè)量誤差。
3:勵(lì)磁穩(wěn)定性
電磁流量計(jì)的勵(lì)磁方式有直流勵(lì)磁、交流正弦波勵(lì)磁和雙頻矩形波勵(lì)磁等,直流勵(lì)磁容易產(chǎn)生電極極化和直流干擾問(wèn)題,交流正弦勵(lì)磁容易引起零點(diǎn)變動(dòng),而雙頻矩形波勵(lì)磁既有低頻矩形波勵(lì)磁優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性,又有高頻矩形波勵(lì)磁對(duì)流體噪聲較強(qiáng)的抑制能力,是一種較理想的勵(lì)磁方式。實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)盡量保證電源電壓和頻率的穩(wěn)定,以確保磁場(chǎng)強(qiáng)度恒定,減小由于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化引起的測(cè)量誤差。
二、寶德電磁流量計(jì)測(cè)量液固混合相流體(如含泥沙的水)的流量時(shí),如果選用由單相液體校準(zhǔn)的電磁流量計(jì),則會(huì)產(chǎn)生測(cè)量誤差,此時(shí)應(yīng)選擇不會(huì)引起液固相分離的直管段處安裝傳感器。
1:待測(cè)液體電導(dǎo)率劇烈變化
待測(cè)液體電導(dǎo)率較大時(shí),會(huì)引發(fā)顯示數(shù)值的較大波動(dòng),若問(wèn)題十分嚴(yán)重,則控制系統(tǒng)很難實(shí)現(xiàn)正常的運(yùn)作;而待測(cè)液體電導(dǎo)率過(guò)低時(shí),電極很難實(shí)現(xiàn)正常輸出,如果操作中待測(cè)液體電導(dǎo)率處于下限值以下范圍,那么電磁流量計(jì)就很難正常發(fā)揮作用。針對(duì)這些情況,首先,要立足實(shí)際需求,結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求,進(jìn)行電磁流量計(jì)類(lèi)型的選擇;其次,安裝反應(yīng)器或直管段,以保障物料的充分混合,推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)的順利實(shí)現(xiàn);再次,重新進(jìn)行流量計(jì)類(lèi)型的甄選。
1:寶德電磁流量計(jì)靜電和電磁波干擾。靜電和電磁波會(huì)通過(guò)電磁流量計(jì)傳感器和轉(zhuǎn)換器間的信號(hào)線引入,通常若良好屏蔽(如信號(hào)線用屏蔽電纜,電纜置于保護(hù)鐵管內(nèi))是可以防治的。然而也曾遇到強(qiáng)電磁波防治無(wú)效的實(shí)例,此時(shí)將轉(zhuǎn)換器移近到傳感器附近,縮短連接的信號(hào)電纜,或改用無(wú)外接電纜的一體型儀表。
2:寶德電磁流量計(jì)一般都設(shè)有車(chē)庫(kù),機(jī)動(dòng)車(chē)在行駛過(guò)程中由點(diǎn)火裝置的火花放電而產(chǎn)生電磁干擾,其頻率主要在電視頻段和超短波通信頻段范圍內(nèi)。
3: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,另外電磁流量計(jì)工作現(xiàn)場(chǎng)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(duì)電磁流量計(jì)工作影響zui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
4:電網(wǎng)電壓波動(dòng)。大容量負(fù)荷的起動(dòng)、停止,引起電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)起落。各相電壓的瞬時(shí)不平衡,會(huì)導(dǎo)致電壓波形畸變,致使高次諧波產(chǎn)生,其頻譜雖較低,但能量巨大。
5:高頻振蕩電路。包括發(fā)射機(jī)、接收機(jī)及時(shí)鐘本振等振蕩電路的基頻及其諧波,頻率從幾十千赫到幾百兆赫。
6:工、科、醫(yī)射頻設(shè)備。指醫(yī)院、科技展覽廳中那些可能對(duì)150千赫--400吉赫頻段內(nèi)的無(wú)線電造成干擾的設(shè)備,主要包括感應(yīng)加熱、微波加熱、高頻焊接、科研儀器、高頻醫(yī)療器械等,頻譜分布范圍寬。
7:電力開(kāi)關(guān)操作。開(kāi)關(guān)電路過(guò)程中引起強(qiáng)烈的電流脈沖及短時(shí)的電壓跌落,這都在電網(wǎng)上形成了干擾。
8:電化學(xué)極化電勢(shì)干擾。電化學(xué)極化電勢(shì)干擾是由于電極感生電動(dòng)勢(shì)在兩極極性不同而導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面極化產(chǎn)生。雖然采用正負(fù)交變勵(lì)磁磁場(chǎng)能顯著減弱極化電勢(shì)的數(shù)量級(jí),但不能根本上*消除極化電勢(shì)干擾。其特性于流體介質(zhì)的性質(zhì)、電極材料性質(zhì)、電極的外形尺寸形狀有關(guān),具有變化緩慢,數(shù)量級(jí)不大等特點(diǎn),流體電化學(xué)電勢(shì)干擾及其解決方法。因此選擇合適的電極材料(如碳化鎢),設(shè)計(jì)*的電極形狀的尺寸是減小極化電勢(shì)的有效方法之一;另外采用正負(fù)兩極變的矩形波勵(lì)磁技術(shù)配合微處理器同步寬脈沖采樣技術(shù),到用微處理器運(yùn)算功能前后兩次采樣值相減消除流量信號(hào)電勢(shì)中的極化電勢(shì)干擾。
9:磁場(chǎng)干擾。通常只有采取電磁流量傳感器遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)源。電磁流量計(jì)抗磁場(chǎng)的能力視傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而異,如傳感器激磁線圈保護(hù)外殼由非磁性材料(如鋁,塑料)制成,抗磁場(chǎng)影響的能力較弱,鋼鐵制成則較強(qiáng)。
10:變頻器、調(diào)光開(kāi)關(guān)等節(jié)能器件等是以晶閘管或類(lèi)似電子器件為核心的設(shè)備,它們工作時(shí)會(huì)在電網(wǎng)上產(chǎn)生高次諧波干擾。尤其在大量采用這類(lèi)設(shè)備而又沒(méi)有相應(yīng)的諧波抑制措施的時(shí)候,高次諧波會(huì)達(dá)到非常嚴(yán)重的程度。
11:家用電器、辦公用電器。其中串激電機(jī)的換向器、電子控制器、定時(shí)器等均會(huì)對(duì)電網(wǎng)及周?chē)臻g產(chǎn)生電磁干擾,干擾頻譜從幾萬(wàn)赫到幾百兆赫。電器的開(kāi)關(guān)操作會(huì)形成呵嚦呵聲(指用電設(shè)備開(kāi)關(guān)時(shí)造成的類(lèi)似收音機(jī)里發(fā)出的“呵嚦呵”聲)的干擾。
12:數(shù)字電路裝置。包括電腦、程控交換機(jī)、設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制器等。由于電子電路的開(kāi)關(guān)過(guò)程引發(fā)快速的脈沖電流變化,其頻譜從數(shù)十赫茲到數(shù)百兆赫都存在。
13:管道雜散電流。主要靠電磁流量計(jì)良好接地保護(hù),通常接地電阻要小于100Q,不要和其他電機(jī)和電器共用接地。有時(shí)候環(huán)境條件較好,電磁流量計(jì)不接地也能正常工作,但是我們認(rèn)為即使如此還是作好接地為妥。因?yàn)橐坏┝己铆h(huán)境條件不復(fù)存在,儀表出現(xiàn)故障,屆時(shí)會(huì)影響使用,再作各種檢查帶來(lái)諸多麻煩。有時(shí)候電磁流量計(jì)雖然良好接地,由于管道雜散電流過(guò)于強(qiáng)大(如電解工藝流程管線和有陰極保護(hù)管網(wǎng))影響電磁流量汁正常測(cè)量,此時(shí)須將電磁流量傳感器與所管道之間作電氣絕緣隔離。
14:寶德電磁流量計(jì)的整流器、啟動(dòng)器。它們都會(huì)對(duì)電網(wǎng)及周?chē)臻g產(chǎn)生電磁騷擾。
15:高壓電力設(shè)備的騷擾。高層建筑的變電所一般都設(shè)在樓房?jī)?nèi),高壓輸電線路及變壓器的磁泄漏都是很強(qiáng)的騷擾源,其頻譜主要分布在中、短波頻段,30兆赫以下。
16:供電電源性干擾。電磁流量計(jì)一般都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(huì)給電磁流量計(jì)帶來(lái)電源性干擾噪聲。對(duì)電源電壓的幅值變化,因采用多級(jí)集成穩(wěn)壓,一般而言電源電壓的幅值變化對(duì)電磁流量的測(cè)量精度影響不大。當(dāng)電源電壓的頻率波動(dòng)時(shí),雖然其波動(dòng)范圍有限,但對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量精度影響較大。在智能矩形波勵(lì)磁電磁流量計(jì)中采用寬脈沖采樣技術(shù),其脈沖寬度為工頻周期的整數(shù)倍,具同步于工頻周期,以*消除工頻干擾,但前提條件是工頻噪聲干擾基本不變。當(dāng)供電電源頻率波動(dòng)時(shí),流量信號(hào)采樣時(shí)使前后的工頻噪聲不能*相同,雖然采用同步勵(lì)磁技術(shù)、同步采樣技術(shù)仍然不能*消除工頻干擾噪聲,必須采用相應(yīng)的頻率補(bǔ)償技術(shù),使勵(lì)磁電流、采樣脈沖,A/D轉(zhuǎn)換同步于頻率的變化。
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