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電磁流量計的干擾信號有哪些
發(fā)布時間:2023-07-30 14:12:49來源:hseauto.cn來源:.. 字體:
       電磁流量計的干擾信號有很多,這些干擾信號會和實際的流量信號相混合,產(chǎn)生一種十分復雜的數(shù)據(jù)處理情況。因此,要提高電磁流量計對液體的測量精確度,就必須對這些干擾信號產(chǎn)生的原因進行分析與總結(jié),以便有針對性地采取抗干擾措施,電磁流量計的常見影響因素如下。
  1.1正交干擾
  電磁流量計的磁路系統(tǒng)包含有兩個勵磁線圈,而導管內(nèi)的液體與傳感器電極及轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)組成了一個閉合的回路。理論情況下,磁力線應(yīng)與閉合回路相平行,但是由于裝配過程中的誤差,導致磁力線不可能完全平行于這一閉合回路,出現(xiàn)部分磁力線成一定角度穿過回路的現(xiàn)象,這引起了即使沒有液體流動的情況下,傳感器的電極上也會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,就形成了正交干擾的基本形式。
  當磁力線圈中的電流發(fā)生變化時,由于傳感器電極的作用,在磁場發(fā)生轉(zhuǎn)變的過程中,兩個電極所形成的閉合回路會產(chǎn)生相反的感應(yīng)電壓,當磁場再次發(fā)生變化時,傳感器的電磁回路又會再次產(chǎn)生相反的感應(yīng)電壓。由于磁力線圈磁場的變化總是由一個穩(wěn)定狀態(tài)向另一個穩(wěn)定狀態(tài)進行轉(zhuǎn)變,再由此狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樵瓲顟B(tài),因此,所引起的電極反向感應(yīng)電壓也具有相似的特質(zhì),說明正交干擾的產(chǎn)生只與磁力線圈的磁場變化有關(guān),與實際被測的液體流量無關(guān)。因此,磁力線圈的勵磁頻率是正交干擾強弱的主要影響因素。
  1.2同相干擾
  在電磁流量傳感器中,部分主磁通會在流體內(nèi)部形成正交干擾的閉合渦電流,由于交變電流的產(chǎn)生會導致出現(xiàn)交變磁場,而引起與之正交相連的二次磁通產(chǎn)生,同時因二次磁通的影響,又會引起與二次磁通正交相連的渦電流產(chǎn)生,這就是同向干擾產(chǎn)生的主要原因。
  下式是由正交干擾公式經(jīng)過微分得到的同向干擾公式,通過公示可知,同相干擾與流量信號相位相同,大小與流量無關(guān),因此很難將同向干擾產(chǎn)生的信號與流量信號進行分離,只能通過減少磁路系統(tǒng)的勵磁頻率來降低同向干擾信號的影響。
  er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
  式中:er為同相干擾電壓;f為為勵磁頻率;ω和t為常量。
  1.3串模干擾與共模干擾
  串模干擾是在單端信號輸入的同時,還有多種干擾信號與其疊加在一起成為前置放大器的輸入信號。若干擾信號過大,容易導致放大器飽和而無法正常工作。當設(shè)備存在漏磁問題時,也會在周圍形成很強的交變磁場,從而會引起串模干擾的形成。為了降低串模干擾產(chǎn)生的影響,現(xiàn)階段的流量傳感器通常將“零阻值”的被測流體作為轉(zhuǎn)換放大器的接地端,而傳感器的兩個電極作為放大器的輸入端,這就很好的抑制了幅度相等和極性相同的串模干擾。 共模干擾主要是由于靜電干擾引起的,一般情況下,共模干擾不會直接影響測量的結(jié)果,但是若轉(zhuǎn)換放大器的輸入?yún)?shù)存在不對稱問題時,共模干擾就會轉(zhuǎn)變?yōu)榇8蓴_來影響最終的測量結(jié)果,將電解質(zhì)與金屬材料圈和電極進行屏蔽能夠有效地降低共模干擾的影響。
  1.4直流干擾
  在被測液體與電極和接液部件接觸過程中,電解質(zhì)中的正負離子會分別作定向運動,這會使被測液體在電極和接液部件之間形成電位差,通常將這種現(xiàn)象稱為極化現(xiàn)象。理論上來說,兩電極A和B對接液部件的電位e1、e2大小相等、方向相反,此時兩電極的電位差等于零。但是,若兩電極的材質(zhì)或表面狀態(tài)存在差異,此時A、B電極之間的電位差就不為零,這就形成了極化電壓,極化電壓與共模狀態(tài)的電壓e3一起疊加在流量信號中,被輸入轉(zhuǎn)換器的差動放大器。當極化電壓過大,則會對差動放大器的輸入端造成較大影響,導致信號無法放大或流量信號的輸出波動過大,從而降低了電磁流量計的測量精度。
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