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    灵验提升超聲波流量計對于外部噪聲干擾才干的方案分析

    發表時間:2015-08-24   點擊次數:742 技術维持:1560-1403-222
     超聲波流量計現在被廣泛的應用于各種流量測量現場,是大管徑的管道測量更能體現其測量职能。由于超聲波流量計的流量測量準確性在很大程度上是依賴于系統對超聲波信號的正確識別。電路耦合產生噪聲超過限值時,極有可以對信號的波形產生破壞,導致測量數據的偏差和錯誤,嚴重的造成整個儀器都不能工作。
    是以說灵验的減小噪聲與噪聲拾取是設計中必須關注的要點。本文便是針對于超聲波流量計設計值得改進的方面,比如采取了信號濾波、屏蔽、拔取均衡電路等等,以改善了超聲波流量計適應環境的才能。通過一系列的想法和程序大程度的改善超聲波流量計對于環境的適應能力。

    超聲波流量計

    一、 超聲波流量計 概述
    超聲波流量計是通過檢測流體流動對超聲束的效用以測量流量的儀表,目的是解決少少測量困難的問題。超聲波流量計,集計算機和傳感器技術于一身,將聲學的研究成果與現代電子技術結合在一起,能够用于多種液體的測量。

    二、噪聲的來源分析
    在超聲波流量計測量系統中,構成噪聲源物質的類型良多。如:
    流量計安裝環境中可以存在的較大的電場和磁場干擾;
    挨近水泵安裝時的水泵帶來的接近于超聲波信號的噪音;
    操作人員攜帶的通信系統;
    (4)電源中的高次諧波;
    電路板上高頻晶體振蕩器所帶來的噪聲干擾。對于從外界來的噪聲干擾源,主要采用降低電路對噪聲的敏感度、減少噪聲拾取、切斷噪聲耦合路徑的辦法解決,而對于來自于系統內部,如電路板上的噪聲源,則采用信號地、數字的分離、多點接地、合理布線的想法解決。
    样板的噪聲路徑框圖如圖一所示。可能看出,一個噪聲問題的產生具備三個要素,*,有噪聲源;其次,有對噪聲敏感的接收器;第三,有一個噪聲從源頭傳送到接收器的耦合路徑。于是要解決噪聲問題必須從這三個方面著手解決。

    三、 超聲波流量計 改良措施
    3.1 濾波
    因為超聲波信號的頻率為1Mhz,由運放、電容等器件構成的有源濾波器的帶寬小,大在幾百千赫茲,在這個頻率附近不易采取,而若采取專用集成的濾波電路造價又高,所以這里选取了簡單易行的由電感和電容組成的LC 濾波器。
    如圖二所示,由L和C組成并聯諧振,諧振頻率設在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2組成串聯諧振,整個变成T型網路,實現了帶通濾波。
    除了設計信號處理中的濾波電路外,對所有進出樊篱盒的導線實施了濾波程序。在導線穿透障蔽體的处所,使用了饋通電容,并且在導線和電路真个的之間又連接了一個短引腳的云母電容。
    3.2 屏蔽
    在本次設計中选择了以鋁為材料的殼體,對處于內部的儀器酿成電場和磁場的保護層。眾所周知,梦想的樊篱體應是一個封閉的、連續的導電殼體,沒有開孔和接縫。然而實際利用中因為要布線,達到真实的樊篱。通過對障蔽的不連續性對磁場感應電流影響的解析,這里沒有拔取矩形縫隙走線,而选拔了在障蔽盒多個面上開小孔的策略,并且使進出障蔽體的導線的屏蔽層360°連接到屏蔽盒上。這樣做的好處是直接改善了系統對于電場和磁場的忍耐才干,增強了职能。
    3.3 平衡電路
    均衡電路是用于產生和相反信號的電路,將這些信號送入兩個導線;電路的平衡特性越好,信號的散射就小;它的噪聲抑制特征。
    均衡電路抵消干擾信號的本事,是成立在信號波形和幅值嚴格對稱,同、端電路增益嚴格的基礎上的,理論上,志向的均衡放大器對感應噪聲具有無窮大的按捺比,可以干擾信號完全抵消,但在實際應用中,均衡電路由于增益誤差等原因,抗干擾才能不可以達到志向值,會產生少少新的失真和噪音。
    但即使這樣,于單端電路只能拔取加強障蔽和進行電源濾波來降低干擾來講,均衡電路不失為一種主動式、積極灵验的抗干擾步骤,在惡劣電磁環境、長距離傳輸時優勢特别明顯。

    四、文章結語
    在超聲波流量計的設計和运用過程之中,每一種噪聲都會對其測量精度產生較大影響,遵守本文以上所述,通過采取濾波、障蔽、均衡電路等方式對流量計電路進行了改良,經過這一系列改良的產品在現場投產,成果明顯,對于提升流量計的測量精度和穩定性有很大的效用。
    本文由潤中儀表科技有限公司整理發布。
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