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電磁流量計干擾因素分析及處理方法

電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)定律原理工作的一類流量計,具有測量精度高、功能多、有測雙向流等優(yōu)勢,采用液晶一體顯示累積流量、瞬時流量、流速,管道內(nèi)沒有可動部件,測量時不堵塞、抗干擾能力強。電磁流量計廣泛應(yīng)用于化工、污水、 水電、紡織、造紙、食品、工業(yè)機械設(shè)備、供暖、環(huán)保和能源、工業(yè)領(lǐng)域。但在使用過程中電磁流量計有一個很重要的問題就是干擾問題,就是指引起控制系統(tǒng)設(shè)備、傳輸通道或系統(tǒng)性能下降的各種電磁效應(yīng)。

電磁流量計干擾形成的全過程是由干擾源發(fā)出的干擾信號經(jīng)過耦合通道到達受干擾的設(shè)備上。干擾的三個環(huán)節(jié)稱為干擾系統(tǒng)的三要素,即干擾源、干擾傳播途徑及受干擾設(shè)備。

一、電磁流量計干擾的分類

電磁流量計在工業(yè)測控系統(tǒng)中,電磁干擾是影響正常工作的重要問題,其產(chǎn)生即可能存在于系統(tǒng)內(nèi)部,即受到自身產(chǎn)生的干擾影響,也可能來自于系統(tǒng)外部,即受到外來干擾的影響。在分析電磁干擾時,系統(tǒng)是指人們設(shè)計、管理和控制的電氣設(shè)備或電子設(shè)備整體。

(1)電磁流量計的內(nèi)部干擾

系統(tǒng)內(nèi)部的干擾源可分為:

①電源干擾。電源干擾主要是從電源和電源引線浸入系統(tǒng)的。

②地線干擾。地線干擾是由系統(tǒng)內(nèi)共用一個地線而引起的,當系統(tǒng)內(nèi)各部分電路的電流均流過公共地線時,會在地線上產(chǎn)生電壓降,形成相互影響的噪聲。

③信號通道的耦合干擾。信號若需要很長的傳輸線時,信號在傳輸過程中很容易受到干擾,導(dǎo)致所傳輸?shù)男盘柊l(fā)生畸變或失真,所產(chǎn)生的干擾主要有傳輸線周圍空間電磁場對傳輸線的電磁感應(yīng)干擾:當兩條或兩條以上所傳輸信號強弱不同的信號線相互靠的很近時,通過線間分布電容和互感而形成的線間干擾,即傳輸線的線間串擾。

(2)電磁流量計外部干擾

系統(tǒng)外部的干擾源可分為:

①自然干擾。自然干擾包括雷電和大氣層的電場變化。雷電能在傳輸線上產(chǎn)生幅值很高的高頻浪涌電壓,對系統(tǒng)形成干擾。

②電力干擾。隨著越來越多的電子設(shè)備接入電力主干網(wǎng),系統(tǒng)中會出現(xiàn)一些潛在的干擾。這些干擾包括電力線干擾、電快速瞬變、電涌、電壓變化、閃電瞬變和電力線諧波等。

③工頻干擾。供電設(shè)備和輸出線都產(chǎn)生工頻干擾,若信號傳輸線有一段與供電線平行,這種低頻干擾就會耦合到信號線上成為干擾。

④射頻干擾。通信設(shè)備、無線電廣播、電視、雷達等通過天線會發(fā)射強烈的電波。

⑤靜電放電。采用現(xiàn)代芯片工藝,在很小的幾何尺寸上元件已經(jīng)變得非常密集,這些高速的、數(shù)以百萬計的晶體管的靈敏性很高,很容易受到外界靜電放電影響而損壞。

⑥汽車雜波。汽車在工作過程中產(chǎn)生甚高頻至特高頻頻段的雜波。

⑦放電干擾。局部放電可以分為正電暈放電、負電暈放電和火花放電三種。

⑧輝光放電。輝光放電即氣體放電。

⑨弧光放電?;」夥烹娂唇饘凫F放電,***典型的弧光放電是金屬電弧焊。

二、電磁干擾的傳播途徑

電磁流量計的電磁干擾按傳輸途徑可分為兩大類:傳導(dǎo)干擾,主要是電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過導(dǎo)電介質(zhì)或公共電源線互相產(chǎn)生干擾;輻射干擾,是指電子設(shè)備產(chǎn)生的干擾信號通過空間傳給另一個電網(wǎng)絡(luò)或電子設(shè)備。從被干擾的敏感器來看,干擾耦合可分為傳導(dǎo)耦合和輻射耦合兩大類。

三、抑制電磁干擾的方法

針對電磁干擾的三要素,提出以下三種解決電磁干擾問題的方法:

(1)抑制干擾源產(chǎn)生的電磁干擾

①屏蔽

屏蔽就是在兩個空間區(qū)域之間采用屏蔽體進行隔離,以控制電場、磁場和電磁波由一個區(qū)域?qū)α硪粋€區(qū)域的感應(yīng)和輻射。

②濾波

濾波是指各類信號按頻率特性分類并控制他們的方向,是對某些頻率點范圍內(nèi)的信號提供傳輸極點,而對另一些頻率點范圍內(nèi)的信號提供傳輸零點的技術(shù)。

③接地

地線是對接地的實施,即按一定的要求,用必要的金屬導(dǎo)體或?qū)Ь€把電路中的某些地電位連接起來,或?qū)㈦娮?、電氣設(shè)備的某一部位和大地連接起來。

④布線

不******型的信號分別由不同的電纜傳輸,應(yīng)避免信號線與動力電纜靠近平行敷設(shè),以減少電磁干擾。

(2)切斷干擾的傳播途徑。

(3)提高敏感設(shè)備抗電磁干擾的能力(降低對干擾的敏感度)。


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