當(dāng)前位置:*頁>>新聞資訊>>如何有效提高硫酸流量計使用電磁兼容性的研究分析

如何有(yǒu)效(xiào)提高硫酸流量計使用電磁兼容性的研(yán)究分析

點擊次數:1972 發布時(shí)間:2020-08-11 13:01:15
硫酸流量計麵世至今,其技術已經成熟,在工業生產現場的許多地方(fāng)都有著廣泛的(de)應用,由於硫酸流(liú)量計的測量過程(chéng)不受(shòu)被測介質溫度、黏度、密度等(děng)因素影響, 具有測量速度快、精度高、測量口徑寬、輸出線性(xìng)度好, 與被測介(jiè)質不接觸, 耐腐蝕、抗磨(mó)損, 流體壓力損失小等優點(diǎn), 因(yīn)而廣泛(fàn)應用於造紙廠紙漿、助(zhù)劑、水(shuǐ)等流體的測量。不過, 硫酸流量計也有其不足, 傳感器的(de)輸(shū)出感應電(diàn)動勢很小, 容易(yì)受到外界(jiè)電磁幹擾(rǎo), 而(ér)現(xiàn)場情況又都是千差萬別,無法做到(dào)每個(gè)測量環境都能(néng)夠達(dá)到標準要求,因此如何提高硫酸流量計的電(diàn)磁兼容性, 使(shǐ)其能在惡劣的(de)電磁環境正常使用是硫酸流量計設計必須考慮的(de)問題(tí)。文中以橫河公司的ADMAGAE係列硫酸流量計為例, 結合(hé)筆者的工程實踐, 介紹有關硫酸流量計的(de)使用並分(fèn)析其電磁兼容性(EMC)。介紹利用麵板及智(zhì)能(néng)終端進行硫酸(suān)流量計參數設置和組態的方法, 以及提高(gāo)硫酸流量計的電磁兼容性(xìng)技術。硫酸流量計的幹擾源主(zhǔ)要包括工頻電磁幹擾、流體電化學幹擾噪聲和電源幹擾噪聲。目前硫酸流量計主要采用低頻或雙頻矩形波勵磁技術、同步采樣技術、輸入保護、接地技術等來降低幹(gàn)擾。實際應用表(biǎo)明(míng), 這些技術有(yǒu)較好的抗幹擾效果(guǒ)。
1、硫(liú)酸(suān)流量計的工作原理
硫酸(suān)流量計(jì)的工作以電磁感應定律為基礎, 即當一個導體在電(diàn)磁場中運動, 並且運動方向垂直於電磁場時就會產生感應(yīng)電動勢, 所產生的感應電動勢的方向垂直於(yú)導體運動和電磁場運動的方向, 感(gǎn)應電動(dòng)勢的大小(xiǎo)與導體(tǐ)的運動速度和(hé)磁場的磁(cí)感應強(qiáng)度成正比。當導電流體以平均流速V(m/s)通過一根內徑為D(m)的管子(zǐ)時, 若管子內存在一個磁感應強度為B(T)的磁場, 那麽就可產生一(yī)個垂直於磁場方向和流體流動方向的電動勢E:
E = DVB (V) (1)
容積流量Q為:
Q =πD2 V/4 (m3 / s) (2)
將式(2)代入式(1)並處理得:
E=(4B/πD)×Q (V) (3)
如果B和(hé)D是常數(shù), 那麽從式(3)可看出, E與
Q成正比。電磁流量轉換器把電動勢(shì)E放大(dà)並轉換成標準的4 ~ 20 mA的信號或脈衝信號, 作為對應的流量信號輸(shū)出。

2、硫酸流量計的參數設(shè)置方(fāng)法及組(zǔ)態
流量計的參數設置(組態)有兩(liǎng)種(zhǒng)方法, 一是利用顯示麵板上的按(àn)鍵, 二是利用手(shǒu)持智(zhì)能終端。
2.1 使用麵板進行參數設定ADMAGAE係列硫酸流量計麵板上常用的符號有:
(1)RED(紅) 正常工作時(shí)不亮, 有報警(jǐng)時(shí)閃爍;
(2)定義符 定義符用冒號“:” , 表示所顯示的數據正處於待設定(dìng)狀態;
(3)單位顯示 顯示流量單位;
(4)顯示數據 顯示流量數據、設定數據和報警的種類(lèi);
(5)小數點 表示數據中的小數(shù)點;
(6)設定鍵 這些鍵(jiàn)用來改變數據顯示和設定數據的類型(xíng)。數據顯示類型共有3 種:流(liú)量(liàng)數據顯示模式、設定(dìng)模式、報(bào)警顯示模式。
2.1.1 流量數據顯(xiǎn)示模式
流量數據顯(xiǎn)示模(mó)式表示的是瞬時流量值和累積流量值, ADMAGAE可顯示(shì)12種類型的(de)流量數據。進入流量顯示模式用(yòng)“d1”參數來改變顯示項, 詳細設定可參考流量計用戶手冊(cè)。
2.1.2 設定模(mó)式
設定模式用來檢查參數內容和重寫數據。隻要按下“SET”鍵(jiàn), 可將該模式從正常的操作模(mó)式中調出。
2.1.3 報警顯示模式
當報警發生時, 報警(jǐng)模式就會取代當前模式來顯示發生報(bào)警的類型, 但是這種情況隻(zhī)是(shì)發生在當前流量顯(xiǎn)示(shì)模式或設定模式中參數號被改變時(當正在該(gāi)部數(shù)據項時, 不顯示報警)。
2.2 BT智能終端設(shè)定
具有智能通(tōng)信功能(néng)的儀表可與智能終端通信。橫河的智能終端有BT100、BT200 等型號, 簡稱BT智能終端, 它們采用BRAIN協議, 將1個(gè)±2 mA、2.4 kHz的調製信號迭加到4 ~ 20 mA的模擬信號上用作信號傳輸。由於調(diào)製信號是交(jiāo)流信號, 所以(yǐ)迭加不會影響模擬信號的數(shù)值。
BT智能(néng)終(zhōng)端與流(liú)量計的連接有兩種方式:一是直接與流量計端蓋下麵(miàn)的BT端子相連, 這種方式適(shì)用於現場調試或流量計不(bú)具(jù)備智能通信功能的情況;二(èr)是與(yǔ)4 ~ 20 mA直流信號線連接, BT智能終(zhōng)端(duān)可以連接在從控製櫃到流量計信號線的任何位置,*大距離可達2 km, 隻要保證(zhèng)整個回路的負載電阻(zǔ)在250 ~ 750 Ψ之間(jiān), 就可以可靠地通信。這種方式操作者不必去現場, 在控製室就可對流量計進行設置和在線監測, 是使(shǐ)用*多的一種方(fāng)式。BT智(zhì)能終端采用菜單式(shì)操作, 可以(yǐ)**顯示和修(xiū)改硫酸流量計的各種參(cān)數, 其基本的操作有流量計自(zì)檢、量(liàng)程調整、顯示方式設置、報警設置等。
2.3 硫酸流量(liàng)計數據設定與組態
硫酸流量計是根據與流體流速相對應(yīng)的微小電動勢計算出體積流(liú)量並輸出4 ~ 20 mA的信號。為保證(zhèng)獲得(dé)正確的信號, 必須設定通徑、流量量程和儀表係數3個參數, 這3個(gè)參數中, 通(tōng)徑和儀表(biǎo)係數(shù)早在儀表出廠前就設定好(hǎo)的, 因此(cǐ)用(yòng)戶不能設定這兩個參(cān)數。用戶也可以在儀表出廠前(qián)將流量量程設定好, 這種設定隻(zhī)有在用戶要求改變量程時才可進行重新設定。
3、電磁(cí)兼(jiān)容性分析
硫酸流量(liàng)計(jì)的工作以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ), 產生的正比於被測流量的感應電動勢通(tōng)常很小, *易受到外界電磁幹擾, 而它(tā)本身(shēn)產生的電磁幹擾很小,因此硫酸流量計的電磁兼容性主要體(tǐ)現在它如何在惡(è)劣的(de)電磁環境下正常工作。在惡劣的(de)電磁環境下, 電磁耦合靜電感應是硫酸流量計幹擾噪聲的主要來源;被測流體介質特性產生的電化學(xué)幹擾噪聲是硫酸流量計幹擾噪聲的*二來源;硫酸流量計(jì)供電電源的電(diàn)壓和頻率波動等(děng)電源幹擾噪聲是硫酸流量計幹擾噪聲的*三來源(yuán)。為滿足儀表的EMC要求, 智能硫酸流(liú)量計分別采用硬件和軟(ruǎn)件抗幹擾技術 , 以提高硫酸流量計抗(kàng)幹擾能(néng)力。
3.1 工(gōng)頻幹擾噪聲的特點及硫酸流量計抗幹擾技術
工頻幹擾噪聲*先是由硫酸流量計勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合形成, 其二是硫酸流量計工作現場的工頻共模(mó)幹擾(rǎo), 其三是供電電源引入的工頻串(chuàn)模幹擾等, 其產生(shēng)的物理機理均是電磁感應原理。
硫(liú)酸流量計勵磁繞組和流體(tǐ)、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產生的工頻幹擾對硫酸流量計工作影響*大, 而且在不同的勵磁技(jì)術下其(qí)表現(xiàn)的形態、特性不同, 因而采取抗幹擾措施也不同。在工頻正弦波勵(lì)磁磁場下, 此種電(diàn)磁耦合工頻幹擾噪聲表現形式為正交(jiāo)幹擾, 又稱為變壓器電勢, 特點是(shì)幹擾(rǎo)噪聲幅(fú)值和工頻正弦波勵磁頻率成正比, 相位滯後流量信號電勢90°, 且幅值較流量信號電勢(shì)大幾個數量級(jí)。直流勵磁、低(dī)頻矩形波勵磁及雙頻矩形波勵磁(cí)技術, 可以基本消除(chú)正交幹擾的(de)影響。工頻共(gòng)模幹擾和工頻串模幹擾這兩種常見的幹擾, 主要(yào)是由於電(diàn)磁屏蔽缺(quē)陷, 分布電容(róng)耦合, 硫酸流量計接地不良等原因而產生, 硫酸流量計采用(yòng)輸入保護技術、高輸入阻抗、高共模抑製(zhì)比自舉前置放大器技術以及重複接地技(jì)術等提高抗工(gōng)頻幹(gàn)擾的能力。ADMAGAE係列硫酸流量計配有接地環, 其作用是通過與(yǔ)液體接觸, 建立液(yè)體接地, 確保基準電位與被測液(yè)體相同(tóng), 並且保護(hù)流量計內襯。
3.2 電化學幹擾噪聲的特點及硫酸流量計抗幹擾技術(shù)
3.2.1 電化學幹擾噪聲的特點
(1)電化學*化電勢幹擾是由於電(diàn)*感生電動勢在兩**性不同而導致電(diàn)解質在電*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁磁場能(néng)顯著減弱*化電勢的數量級(jí), 但不能從根本上完全消除*化電勢幹擾。
(2)泥漿幹擾是在測(cè)量液固兩(liǎng)相導電性流體流量時, 固體顆粒或者氣泡擦過電*表麵時, 電*表麵的接觸電化學電勢突然變化, 電磁流量傳感器輸出信號(hào)出現尖(jiān)峰脈衝狀幹擾噪聲。
(3)流體流動噪聲是在測量低導率液體(100μS/cm以下(xià))流量時, 電*的電化學(xué)電勢(shì)定期波(bō)動,產生隨流量增加而頻率(lǜ)增加的隨(suí)機幹擾噪聲, 具有類似泥漿幹(gàn)擾的1 /f頻譜特性。
3.2.2 硫酸(suān)流量計抗電化學幹擾技術(shù)
硫酸流量計在提高抗電化學幹擾能力方麵采取的措施主要是低頻矩形波勵磁和雙頻勵磁技術。低頻矩形波(bō)勵磁既具有直流勵(lì)磁(cí)技術不產生渦流效應(yīng)、變(biàn)壓器(qì)效應(正交幹(gàn)擾)的特點, 又具有工頻正弦波勵磁基本不產生*化效應, 便於放大信號處理,而能避免直流放大器零點漂移(yí)、噪聲、穩定性等問題(tí)的產生, 有較好的(de)抗幹擾性能。
低頻矩形波勵磁雖然具有優良的零點穩定性(xìng),但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒(lì)的液固兩(liǎng)相導電性流體流量時無法克服泥漿幹擾和流體(tǐ)噪聲幹擾。研究分(fèn)析表明, 泥漿幹擾和流動噪聲具有1 /f的(de)頻譜特(tè)征。低頻時幅值大, 高頻(pín)時幅值小, 如果采用較高頻率的低頻矩(jǔ)形波(bō)勵磁則能大大降低(dī)泥漿幹擾(rǎo)的(de)數量級。因此提高勵磁頻率有助於降低泥漿幹擾和流動噪聲, 提高傳感器輸出信號的信噪比。
綜上所述, 要保證硫酸流量計的零點穩定性(xìng), *好采用低頻矩形波勵磁;為了能較準確地測量液固兩相導電性流體和低導電率流體(tǐ)的流量, 又必須采用較高(gāo)頻率的矩形波(bō)勵磁。采用圖1所示的雙頻矩形波勵磁的方法是*佳方案。
3.2.3 雙頻矩形(xíng)波勵磁工作及抗幹擾原理
硫酸流量計測量管內形成含有兩個頻率分量的電磁場:高頻勵磁分量不受液體幹擾的(de)影響, 而低頻勵磁分量則有著*好的零(líng)點穩定性, 根據高(gāo)、低(dī)頻定時檢測到的各分量信(xìn)號經(jīng)過計算, 便(biàn)可得(dé)到流量信號(hào)。
雙頻矩形波勵磁測(cè)量原理如圖1所示,
一個由高(gāo)低頻分量迭加而成的電磁場通過勵磁線圈被施加到被測(cè)液體中, 勵磁波形是(shì)在一個低頻矩形波上迭加一個高於市電頻率的矩形波而得到的波形。在產生的(de)電動勢中, 低頻分量通過一個大時間常數(shù)的積分(fèn)電路獲得一(yī)個零點穩定性好的平穩流量信號。而(ér)由漿液(yè)或低電(diàn)導率流體產生的低頻噪聲可被不受噪聲影響的高頻采樣電路所(suǒ)抑製, 有著同(tóng)樣時間常數的流量信號經過一個差分電路以確定流速信號的變化(huà), 把這(zhè)兩種不(bú)同(tóng)頻率采樣所得的信號結合起來可獲得一(yī)個(gè)穩定流速信號, 該信號不受噪聲(shēng)幹擾, 且有較高的零點穩定(dìng)性。

圖1雙頻矩形波勵磁測量原理圖
3.3 電源幹擾噪聲特點及硫酸流量計抗幹擾技術

圖2基本信號關係
硫酸流量計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(huà)都會給硫酸流量計帶來電源性幹擾噪聲。對電源電(diàn)壓的幅(fú)值變化, 因采用多級集成穩壓, 一(yī)般而言電源電壓(yā)的幅值變化對電(diàn)磁流量的(de)測量精度影響不大。當電源電壓(yā)的頻率波動時(shí), 雖然其波動範圍有限, 但對硫酸流(liú)量計測量精度影響較大。為(wéi)了解決工頻幹擾問題, 實現對流體流速感應電勢eab信號的準確測(cè)量, 需利用以下基本關係:①勵磁(cí)周期為工頻周期的整數倍, 即勵磁(cí)頻率為(wéi)50/nHz(n為偶數);②正負勵磁下的同相位采樣。圖2是(shì)對應低頻矩形(xíng)波勵磁形式下的典型電(diàn)勢信號(hào)形式, 按上述關係在一(yī)個勵(lì)磁周期(qī)下, 若假設t1 和t2 點為工頻幹擾的等效幹(gàn)擾點, 且采(cǎi)樣寬(kuān)度T=T1 =T2 , 則eab的基本算式為:
μ0 (t2)=1
2T ∫t1
+T1 t1
e(t1 )dt-∫t2
+T2 t2
e(t2 )dt=eab (4)
式(4)從理論上說明硫酸流量計(jì)的工頻幹擾有可克服的途徑, 即同步采樣技術, 其方法是以(yǐ)同相位(t1=t2 )、同寬度采樣(T1 =T2 =T)為前提的, 采樣(yàng)頻率要選為工頻周期的整數倍。這樣即使混(hún)有幹擾信號, 因其采樣時間為完整的工頻周期, 其平均(jun1)值也為零, 幹(gàn)擾電壓不起作用。
4、硫酸流量計選型
4.1 硫酸流量計選型的一(yī)般原則
(1)被測介質是否為導(dǎo)電液體或漿(jiāng)液, 由此決定是否選用硫酸流量計;
(2)被測介質的(de)電導率決定硫(liú)酸流量計的類型———是(shì)高(gāo)電導率還是低電導率;
(3)工藝要求的*大、*小和常用流量工藝管道的(de)公稱通徑, 決定介質的流速是否處在較經濟的流(liú)速點上, 管道是(shì)否需要變徑, *後確定流量計的口徑;
(4)以(yǐ)工藝管道的布置情況(kuàng), 來確(què)定采用一體型還是分體型流量計, 以及流量計(jì)的防護等級等;
(5)根據被測介質是否易結晶、結疤來選擇電(diàn)*型(xíng)式;
(6)根據被測介質的腐蝕性來選擇電*材料;
(7)被(bèi)測介質的腐蝕性、磨損性及溫度來決(jué)定采用何種襯裏材料;
(8)被測(cè)介質的*高工作壓力決定流量計的公稱壓力;
(9)工藝管道的絕緣性決定接地環的型式。
4.2 根據硫酸流量計勵磁方式的的特點選型
(1)直流勵磁型
這種硫酸流(liú)量計數量很少, 隻用於測量液態(tài)金屬流量, 如常溫下的汞和高溫下的液態鈉、鉀(jiǎ)等。
(2)交(jiāo)流工頻勵磁型
較早期(qī)的硫(liú)酸流量計用50 Hz工頻市電勵磁,由於易受電磁幹擾和零點漂(piāo)移等原因, 現已逐漸被低(dī)頻矩形勵(lì)磁所代替。但在測量泥漿、礦漿等液固兩相流時, 低頻矩形波勵磁方式不能克服固體擦過電*表(biǎo)麵產生的尖峰噪聲, 而工頻交流勵磁(cí)的儀表則不存在這一缺點(diǎn), 所以國(guó)內外尚有一些硫(liú)酸流(liú)量計仍采用交流工頻勵磁方式(shì)。
(3)低頻(pín)矩形波勵磁型
由(yóu)於低(dī)頻矩形波勵(lì)磁方式功耗小, 零點穩定性(xìng)好, 所以它(tā)是目前(qián)硫酸流量計的主要勵磁方式。其波形有(yǒu)“正-負”二值和“正-零-負-零”三值兩種。有的硫酸流量計勵磁頻率可以由用戶設定, 一般小口徑儀(yí)表用較高頻率(lǜ), 大口徑(jìng)儀表用較低頻率。
(4)雙頻勵磁型勵磁電(diàn)流的波形是在低頻矩形波上疊(dié)加高頻矩形波, 主要為克服二值矩形(xíng)波勵磁存在的漿液(yè)噪聲和流動噪聲, 提高儀表的穩定性(xìng)和響應特性, 因(yīn)此廣泛用於(yú)製漿造紙及汙水處理等(děng)行業。
5、結束語
通過上麵分析可(kě)知, 硫酸流量計具有測量精度高、速度快、使用方便, 測量範圍廣、口徑寬等諸多優點, 但同時也存在著測量輸出信號易受工頻電磁幹擾, 流體電化學噪聲及電源頻率變化影響的缺點。不同勵磁方式的硫酸流量計具有不同的抗幹擾技術和(hé)應用範圍。正(zhèng)確了解各種勵磁技(jì)術(shù)的特點和不同硫酸流量計的技術原理是正確使用硫酸流量計的前提。

上一篇:排汙流量(liàng)計用(yòng)於醫院汙水處理改造工程實踐案例

下一篇:衛生型電磁流量(liàng)計在測量牛奶及果汁等飲料時的選型應用

相關文章

  • 濃硫酸流量計(jì)選型(xíng)注意事項
  • 硫酸管道流量計安(ān)裝圖
  • 硫酸電磁流量計如何正確的選型
  • 硫酸電磁流(liú)量計(jì)的(de)常見故障現象分析
  • 硫酸流量計的種類(lèi)及(jí)精度參數
  • 硫酸流量計不穩定是(shì)什麽原(yuán)因
  • 硫酸流量計安裝要求
  • 硫酸流量計調試方(fāng)法
  • 硫酸流量計無(wú)流量顯(xiǎn)示(shì)什麽原因
  • 硫酸流量計參數設置方法
  • 硫酸流量計怎樣校驗方法
  • 硫酸流量(liàng)計計量不(bú)準怎麽調整
  • 硫酸流量計電(diàn)*材料的選(xuǎn)擇
  • 硫酸流量(liàng)計的主(zhǔ)要作用
  • 硫酸流量計(jì)的維護與保養(yǎng)
  • 硫酸流量計的使用方法與(yǔ)注意事項
  • 硫(liú)酸流量計的數據(jù)如何讀
  • 淺析防(fáng)腐濃硫酸電磁流(liú)量計在紙漿測量中的效(xiào)果
  • 硫酸流量計如何選型(xíng)
  • 硫(liú)酸鋅流(liú)量計,濃硫酸流量計價格(gé)
  • 硫(liú)酸二(èr)甲酯流量計,硫酸計量表價(jià)格
  • 硫酸鋅流量計,硫酸流量計選型
  • 稀(xī)硫酸流量計選(xuǎn)型,硫酸流量計價格
  • 稀硫酸流量(liàng)計,發煙硫酸(suān)用什麽流量計
  • 稀硫酸流量計,硫酸(suān)流量計價格
  • 稀(xī)硫酸流量計,硫酸電磁流量計廠家
  • 稀硫酸流(liú)量計(jì),硫酸銅(tóng)流量計
  • 稀硫酸流量計,硫酸電磁流量計
  • 稀硫酸流量計,硫酸專用(yòng)流量計
  • 稀硫酸流(liú)量計(jì)
  • 亚洲无限数码在线播放丨美女久久不卡120丨九一视频破解下载丨九九夜99丨黄色网站网址免费在线观看丨久久不卡日韩美女丨高清不卡欧美精品丨天天日媲天天干