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    奈何升迁電磁流量計的精度及其測量過程中抗干擾能力

    發表時間:2018-11-28   點擊次數:486 技術支柱:1560-1403-222

     本文概述:


         在工農生產的許多現場,凡是涉及到液體和氣體材料和制品的測量與計量,要用到流量計,流量計的種類有良多種,每一種類型的流量計能够分出许多種型號,電磁流量計便是此中使用量廣的流量計種類之一。無論是對于生產過程的控制還是對于貿易環節的結算,流量測量都格外的重要,流量計測量的精確度直接關系生產質量和經濟利润,在某些用量巨大的環節,由于測量誤差的失控,不妨會嚴重影響到產品質量的好壞是威脅到人身安全,在結算環節的誤差有可以導致生產質量的巨大的經濟損失 。因此流量測量的精確度的凹凸絕不是一件小事。

    伴隨著國內科技和經濟的持續與發展,
    電磁流量計 在工農業、供水、消防等許多領域得到了廣泛的應用。電磁流量計的特點在于其具備優秀的可靠性和適應性,能夠做到良好的耐腐蝕性。近幾年,對于電磁流量計制造與應用中的新技術處于不斷摸索過程中,對于流量計的精確度和穩定性有了更好的要求。能夠影響電磁流量計精度的身分有良多,但只要明確了主要的干擾成分,能夠有針對性地利用軟硬件技術來降低干擾因素對測量精度的影響,有效提升電磁流量計工作的可靠性。

    電磁流量計

    1 基本原理介紹


    電磁流量計是以法拉第電磁感應定律為理論基礎而隨著我國科學技術和經濟的不斷發展與,電磁流量計在我國的工業、技術檢測、管理等很多領域得到了廣泛的运用,電磁流量計具有良好的耐腐蝕性,并具備可靠性高、適應性強的特點。频年來,各個領域在不斷摸索新技術的同時,對電磁流量計的精確程度和穩定性提出了高的要求。能夠影響電磁流量計精度的成分有良多,但只要明確了主要的干擾身分,就能夠有針對性地使用軟硬件技術來降低干擾身分對測量精度的影響,灵验升迁電磁流量計工作的可靠性。
    電磁流量計精度分析

    2 電磁流量計精度影響因素分析


    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,產生一種十分復雜的數據處理情況。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生的原由進行分析與總結,以便有針對性地选拔抗干擾程序,電磁流量計的常見影響身分如下。

    2. 1 正交干擾電磁流量計的磁路系統包孕有兩個勵磁線圈,而導管內的液體與傳感器電極及轉換器結構組成了一個閉合的回路,如圖2 所示。理論情況下,磁力線「 圖中B」 應與閉合回路相平行,但是因为裝配過程中的誤差,導致磁力線不不妨完全平行于這一閉合回路,出現部分磁力線成肯定角度穿過回路的現象,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生感應電動勢,造成了正交干擾的基本步地。
    當磁力線圈中的電流發生變化時,由于傳感器電極的功用,在磁場發生轉變的過程中,兩個電極所变成的閉合回路會產生相反的感應電壓,當磁場再次發生變化時,傳感器的電磁回路會再次產生相反的感應電壓。由于磁力線圈磁場的變化總是由一個穩定狀態向另一個穩定狀態進行轉變,由此狀態轉變為原狀態,所以,所引起的電極反向感應電壓具有相似的特質,說明正交干擾的產生只與磁力線圈的磁場變化有關,與實際被測的液體流量無關。是以,磁力線圈的勵磁頻率是正交干擾強弱的主要影響因素。


    電磁流量計精度分析

    2. 2 同相干擾
    在電磁流量傳感器中,部分主磁通會在流體內部造成正交干擾的閉合渦電流,由于交變電流的產生會導致出現交變磁場,而引起與之正交相連的二次磁通產生,同時因二次磁通的影響,又會引起與二次磁通正交的渦電流產生,這便是同向干擾產生的主要理由。下式是由正交干擾公式經過微分得到的同向干擾公式,通過公示可知,同关系擾與流量信號相位,大小與流量無關,于是很難干擾產生的信號與流量信號進行分離,只能通過減少磁路系統的勵磁頻率來降低干擾信號的影響。
    er = ω2Bm sinωt = (2πf)2Bm sinωt
    式中:er
    為同干系擾電壓;f 為為勵磁頻率;ω 和t 為常量。

    2. 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。多少擾信號過大,方便導致放大器飽和而無法工作。當設備存在漏磁問題時,會在周圍变成很強的交變磁場,從而會引起串模干擾的酿成。為了降低串模干擾產生的影響,現階段的流量傳感器通常將“零阻值”的被測流體作為轉換放大器的接地端,而傳感器的兩個電極作為放大器的輸入端,這很好的抑制了幅度相等和極性的串模干擾。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果,但是若轉換放大器的輸入參數存在不對稱問題時,共模干擾會轉變為串模干擾來影響終的測量結果,電解質與金屬原料圈和電極進行屏障能夠灵验的降低共模干擾的影響。

    2. 4 直流干擾
    在被測液體與電極和接液部件接觸過程中,電解質中的負離子會作定向運動,這會使被測液體在電極和接液部件之間造成電位差,通常將這種現象稱為極化現象。如圖3 所示,理論上來說,兩電極A 和B 對接液部件的電位e1、e2巨细相等、宗旨相反,此時兩電極的電位差等于零。但是,若兩電極的材質或外观狀態存在差異,此時A、B 電極之間的電位差不為零,這酿成了極化電壓,極化電壓與共模狀態的電壓e3一路疊加在流量信號中,被輸入轉換器的差動放大器。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。

    電磁流量計精度分析

    3 電磁流量計的抗干擾方式


    由于 電磁流量計 測量精度的干擾成分许多,且電磁流量計的工作條件比較惡劣,電磁流量計的測量準確程度除受到系統內部產生的信號干擾外,會不可避免的受到多種環境因素的影響,電磁流量計測量的誤差,會給生產帶來重大的經濟損失。于是,提升流量計的可靠性與測量精度,減少干擾對測量值的影響水平,是電磁流量計發展必須要做的工作。

    3. 1 硬件抗干擾技術
    「1」電源端所產生的干擾是電子產品為常見的精度干擾身分,因为這種干擾無法举座被去除,只能通過減小干擾脈沖的幅度來降低其影響。在實際工作中常选择在交流進線端串接入低通LC 濾波器的方式來實現,這種方法在實際的工作中產生了顯著地成果。

    「2」傳輸電纜所產生的雜散電磁場會通過感應和輻射的方式進入信道而產生干擾,使用雙芯樊篱電纜能夠實現較長線路傳輸的抗干擾功能。對于環境更為惡劣的情況,為提高抗干擾才能,可采用光電隔離方式將系統控制部分與I /O 口部门分開,并选取雙電源供電來降低干擾產生的精度影響。

    「3」除了有針對性的抵抗干擾之外,還可能拔取增补硬件的方式提升系統的整體抗干擾本事。比喻:選擇和运用抗干擾才能強的單片機;运用硬件看門狗電路;使用電壓檢測電路;盡能够利用單片機的內部措施存儲器、內部數據存儲器等。

    3. 2 軟件抗干擾技術
    「1」通過在系統步骤的關鍵地方插入部分單字節指令或單字節指令進行重寫,從而達到恢復“跑飛”程序的目的,這種方法稱之為指令冗余。指令冗余的主要主意包括以下兩點:一是在雙字節指令和3 字節指令之后插入兩個單字節NOP 指令,以保證其后的指令不被分离。二是對于步骤流向起決定功效的指令和某些對系統工作狀態有重要效用的指令的后面,可重復寫上這些指令,以確保這些指令的正確執行。

    「2」若“跑飛”步伐進入非措施區或者表格區時,指令冗余無法起到抗干擾的目的,此時可采取設置軟件坎阱對“跑飛”措施進行攔截,軟件机关能將“跑飛”步骤引向某一处所,再通過編制的步骤對“跑飛”措施進行恢復。

    「3」某些措施被干擾后方便陷入死循環模式,通過措施監視技術,能夠及時發現運行超時的程序,并采取相應的方式使步伐復位,保證步骤的正常運行。

    4 結語


      總之,在保證電磁流量計基本运用功能的条件下,通過對現階段技術的影響因素進行解析,就能夠有針對性地降低干擾對測量結果產生的影響,從而保證電磁流量計工作過程的可靠性,避免因測量不準確而導致的經濟損失和事件發生。


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