冷卻水流量計的外部電磁幹擾（rǎo）及電（diàn）磁兼容性分析（xī）
點擊次數：2185 發布時間：2021-09-04 02:01:54
冷卻水流（liú）量計的工作（zuò）原理是基於法拉*的電磁感應原理，工業生產中的電力設施和電器設備又很多，必（bì）然（rán）會（huì）對於冷卻水流量計的電磁感應產生或（huò）多或少的影（yǐng）響，嚴（yán）重的可會影響到冷卻水流量計的準確測量（liàng）。根據經驗總結，冷卻水流量計（jì）的幹擾源主要來自於工頻（pín）電磁（cí）幹擾、流體電化學幹擾噪聲和電源幹擾噪聲。目前冷卻水流量計主要采用低頻或雙（shuāng）頻矩（jǔ）形波（bō）勵磁技術、同步采樣技術、輸入（rù）保護、接地技術等來降低幹擾。實際應用表明，這些技術有較好的抗幹擾（rǎo）效果。有效地降低外部環境對於冷卻水流量（liàng）計的幹擾，對於保證流量計的穩定與精準的測量是一件非常（cháng）重要的工作。本文就是介紹利用麵板及智能（néng）終端進行冷卻水流量計（jì）參數設置和組態的方（fāng）法，以及提高冷卻水流量計（jì）的電磁（cí）兼容性技術。
冷卻（què）水流量（liàng）計的測量過程不受被測介質溫度、黏度、密度等因素影響（xiǎng），具有測量速度快（kuài）、精度高（gāo）、測量口徑寬、輸出線性度好，與被測介質不接（jiē）觸，耐腐蝕、抗磨損，流體壓力損失小等優點，因而（ér）廣泛應用於造紙廠紙漿、助劑、水等流體的測量。但是，冷卻水流量計也有其不足，傳感器的輸出感應（yīng）電動勢很小，容易受（shòu）到外界電磁幹擾，如何提高冷卻水流量計的電磁兼容（róng）性，使其能在惡劣的電磁環境正常使用是冷卻水流量計設計必須考慮的（de）問題。文中以LD係列冷卻（què）水流量計為例，結合編者的（de）工程實踐（jiàn），介紹有關（guān）冷卻水流（liú）量計的使用並分析其電磁兼容性(EMC)。
1、冷卻水流量計的工（gōng）作原理
冷卻水流量（liàng）計的工作以電磁感應定律為基（jī）礎，即當一個導（dǎo）體（tǐ）在電磁場中運動，並且運動方向垂直（zhí）於電磁場時就會產生感應電動（dòng）勢，所產生的感應電動（dòng）勢的方向垂直於導體運動和電磁場運動的方向，感應電動勢的大小與導體的運動速度和磁場的（de）磁感應強度成正比。當導電（diàn）流體以平均流速（sù）y(m／s)通（tōng）過一根內徑為D(m)的管子時，若管（guǎn）子內存在一個磁感應強度為（wéi）曰(T)的磁場，那麽就可（kě）產生一個（gè）垂直於磁場方向和流體流動方向的電動勢（shì）E：
E=DVB(V)(1)
容積流量Q為：
Q=,rrD2V／4(m’／s)(2)
將式(2)代入（rù）式(1)並處理（lǐ）得：
E=(4B／,rrO)×Q(V)(3)
如果君和D是常數（shù），那麽從式(3)可看出，E與Q成正（zhèng）比。電磁流（liú）量轉換器把電動勢層放大並轉換（huàn）成標準（zhǔn）的4—20mA的信號或脈衝信號，作為對應的流量信號輸出。
2、冷（lěng）卻水流量計的參數設置方法及組態（tài）
流量計的參數設置(組態)有（yǒu）兩種方法，一是利用顯示麵板上的按鍵，二是利（lì）用手持智能終端。
2.1使用麵板進行參數設定
ADMAGAE係列冷卻水流量計麵板（bǎn）上常用的符號有：
(1)RED(紅)正常工作時不亮，有報警時閃爍；
(2)定義符定（dìng）義符用冒號“：”，表示所顯示的數據正處（chù）於待設定狀態；
(3)單位顯（xiǎn）示顯示（shì）流量單（dān）位；
(4)顯示數據顯示流量數據、設定數據和報警的種類；
(5)小（xiǎo）數（shù）點（diǎn）表（biǎo）示數據中的小數點；
(6)設定鍵這些鍵用來改變數據顯示和設定數據的類型。數據顯示類型共有3種：流量數據顯示模（mó）式、設定模式、報警顯示模式。
2.1.1流量數據顯（xiǎn）示模式，
流量數據顯示模式表示的是瞬時流量值和累積流量值，ADMAGAE可顯示12種類型的流量（liàng）數據。進入流量顯示模式用“dl”參數來改變顯示項，詳細設定可參考流量（liàng）計用戶手冊。
2.1.2設定模式
設定模式用來檢查參數內容和重寫數據。隻要（yào）按下“SET”鍵，可將該模式從正常的操作模式中調出。
2.1.3報警顯（xiǎn）示模式
當報警發生時，報警模式就會取代當前模式來（lái）顯示發生報警的類型，但是這種情況隻是發生在（zài）當前流量顯示模式或設定（dìng）模式中參數號（hào）被改變時(當正在該部數據項時，不顯示報警)。
2.2 BT智能終端設定
具有智能通信功能的儀表（biǎo）可與智能終端通信。橫河（hé）的智能終端有BTl00、BT200等（děng）型號，簡稱BT智能終端（duān），它們采用BRAIN協議，將1個4-2mA、2.4kHz的調製信號迭加到4～20mA的模擬（nǐ）信號上用作信號傳輸。由於調製信號是交流信號，所以（yǐ）迭加不會影（yǐng）響模擬信號的數值。
BT智能終端與流量計的連接有兩（liǎng）種方式：一是直接與流量計端（duān）蓋下麵的（de）BT端子相連，這種方式適用於（yú）現場調試或流量計不具備智能（néng）通信（xìn）功能的情況；二是與4—20mA直流信號線連接，BT智能（néng）終端可以（yǐ）連接（jiē）在從控製櫃到流量計信號線的任何位置，*大距（jù）離可達2km，隻（zhī）要（yào）保證整個回路的負載（zǎi）電阻在250—750Q之（zhī）間，就可以可靠地通（tōng）信。這種方式操作（zuò）者不必（bì）去現場，在控製室就可對流量計進行設（shè）置和在線監測（cè），是使用*多（duō）的一種方（fāng）式。BT智能終端采用菜單式操作，可以**顯（xiǎn）示和（hé）修改冷卻水流量計的各種參數（shù），其基本的（de）操作（zuò）有流量計自檢、量程調整、顯示方（fāng）式設置、報警設置等。
2.3冷（lěng）卻水流量計數據設定與組態
冷卻水流量計是根（gēn）據與流體流速相對應的微小電動勢計（jì）算出體積流量並輸出（chū）4～20mA的信號。為保（bǎo）證獲得（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個參數中，通（tōng）徑（jìng）和儀表係數早在儀表出廠前（qián）就設定好的，因此用戶不能設定這兩個參數。用戶也可以在（zài）儀表（biǎo）出廠前將流量（liàng）量（liàng）程設定好，這種（zhǒng）設定（dìng）隻有在用戶要求改變量程時才可進行重新設定。
3、電磁兼容性分析（xī）
冷卻水流量計的工作以電（diàn）磁感應定律為（wéi）基礎，產生的正比（bǐ）於（yú）被測流量（liàng）的感應電動勢通常很小，*易受到外界電磁幹擾，而它本身（shēn）產（chǎn）生的電磁幹（gàn）擾很小，因此冷（lěng）卻水流（liú）量計的電磁兼容性主要體現在它如（rú）何在惡劣的電（diàn）磁（cí）環境下正常工作（zuò）。在惡劣的電（diàn）磁環（huán）境下，電磁耦（ǒu）合靜電（diàn）感應是冷卻（què）水（shuǐ）流量計（jì）幹擾噪聲的主要來源；被（bèi）測流體（tǐ）介質特性產（chǎn）生的電化學幹擾噪聲是冷卻水（shuǐ）流量計（jì）幹（gàn）擾噪聲的*二來源（yuán）；冷卻水流（liú）量計供電電源的（de）電壓和頻率波動等電源幹擾（rǎo）噪聲是冷卻水流量計幹（gàn）擾噪聲的*三來源。為滿足儀表的EMC要求，智能冷卻水流量計分別采用硬件和軟件抗幹擾技術?，以提高冷卻水流量計抗幹擾能力。
3.1工頻幹（gàn）擾噪聲的特點及冷卻水流量計抗幹擾技術工頻幹擾噪聲*先是由冷卻水流量計勵磁繞組（zǔ）和（hé）流體、電*、放大器輸（shū）入回路的電磁耦合形成，其二是電磁流量汁工作現場的工頻共模（mó）幹擾，其三是供電電源引入的工（gōng）頻串模幹擾等，其產生的物理機理均是電磁感應原理（lǐ）。
冷卻水流量計勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入（rù）回路的電磁耦合產（chǎn）生的工頻幹擾對冷卻水流量計（jì）工作影響*大，而且在（zài）不同的勵磁技術下（xià）其表現的形（xíng）態、特性（xìng）不同，因而采取抗（kàng）幹擾措（cuò）施也（yě）不同。在工頻正弦（xián）波（bō）勵磁磁場下，此種電磁（cí）耦合工頻幹擾噪聲表現（xiàn）形（xíng）式為正交幹擾，又稱為變壓器電勢，特點是幹擾噪聲幅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大幾個數量級舊’。直流勵磁、低頻矩形波勵磁及雙（shuāng）頻（pín）矩形波勵磁（cí）技術，可以基本消除正交幹擾的影響。
工頻共模幹擾和工頻串模幹擾這兩種常見（jiàn）的幹擾，主要是由於電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，冷卻水流量計接地（dì）不良等原因而產生，冷卻（què）水（shuǐ）流量計采用輸人保護技術、高（gāo）輸入阻抗、高共模抑（yì）製比自舉前置放大器技術以及重複接地技術等提高抗工頻幹擾的（de）能力。ADMAGAE係列冷卻水流量計配有接地環，其作用是通過（guò）與液體接觸，建立液體接地，確保基準（zhǔn）電位與被（bèi）測液體相同，並（bìng）且保護流量計內襯。
3.2電化學幹（gàn）擾噪聲（shēng）的特點及冷卻（què）水流量計抗幹擾技術
3.2.1電化學幹擾（rǎo）噪聲的特點
(1)電化（huà）學*化電（diàn）勢幹擾是（shì）由於電*感生（shēng）電動勢在兩**性不同而導致電解質在電*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁磁場能顯著減弱*化電勢的數量級，但不能從（cóng）根本上完全消除*化電勢幹擾。
(2)泥漿（jiāng）幹（gàn）擾是在測量液（yè）固兩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（jiē）觸電化學（xué）電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出信號出現尖峰脈衝狀幹擾噪聲。
(3)流體流動噪聲是在測量低導率液體(100IxS／cm以下)流量時，電*的電化學電勢（shì）定期波動，產生隨流量增加而頻率增加的（de）隨機幹擾（rǎo）噪聲，具有類似泥漿幹擾的1／f頻譜特性。
3.2.2冷卻水流量計抗電化學幹擾（rǎo）技術
冷卻水流量計在提（tí）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。低頻矩形波勵磁既具有直（zhí）流勵磁（cí）技術不（bú）產生渦流效應、變壓器效應(正交幹擾)的（de）特點，又具有工頻正弦波勵（lì）磁（cí）基本不產（chǎn）生*化效（xiào）應，便於放大信號處理，而能避免直（zhí）流放大（dà）器零點漂移、噪聲、穩定性等問題的產生，有較好的抗幹擾性能。
低頻矩形波勵磁雖然具有優（yōu）良的零點穩（wěn）定性。但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的液固兩相導電性流體流量時（shí）無法克服泥漿幹擾和流體噪聲幹擾。研究分析表明（míng），泥漿幹（gàn）擾和流動噪聲具有1／f的頻譜特征。低（dī）頻時幅值大，高（gāo）頻時（shí）幅值小，如果采用（yòng）較（jiào）高頻率的低頻矩形波勵磁（cí）則能大大降低泥漿（jiāng）幹擾的數量級。因此提高（gāo）勵磁頻率有助（zhù）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（bǎo）證冷卻水流量計的零點穩定性，*好采用低頻矩形波勵磁（cí）；為了能較準確地（dì）測量液固兩（liǎng）相導電性流體和低導電率（lǜ）流體的流量，又必須采用較高頻率的矩（jǔ）形波勵磁。采用圖1所示的（de）雙頻矩形波勵磁的方法是（shì）*佳方案。
3.2.3雙頻矩形波（bō）勵磁工作及抗幹擾（rǎo）原理在冷卻水流量計測量管內形成含有兩個頻率（lǜ）分量的電磁場：高（gāo）頻勵磁分量不受液體幹擾的影響，而低頻勵磁分量（liàng）則有著*好的零點穩定性，根據高、低頻定時檢測到的各分量信號經過計算，便可得到流量信號。
雙頻矩形波（bō）勵磁測量原理如圖l所示，一個由高低頻分量迭加而成的電磁場通（tōng）過勵磁線圈被（bèi）施加到被測液體中，勵（lì）磁波形是在一個低頻矩形波上迭加一個高於市電頻率（lǜ）的矩形波而得到的波形。在產生的電動（dòng）勢中，低頻分量通過一個大時間常數的積分電路（lù）獲得（dé）一個零點穩定性（xìng）好的平（píng）穩流量（liàng）信（xìn）號。而由漿液或低電導（dǎo）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抑製，有著同樣時間常（cháng）數的流量信（xìn）號經過一個差（chà）分電（diàn）路以確定流速信號的變化，把這兩種不同頻率采樣所得的信（xìn）號（hào）結（jié）合起來可獲得一個穩定流速信號（hào），該信號不受噪聲幹擾（rǎo），且有較高的零（líng）點穩（wěn）定性。
3.3電源幹擾噪聲特點及冷卻水流量計抗幹（gàn）擾技術
冷卻水流量計一般都采用工頻交流電源供電，其電（diàn）源電壓的幅值和（hé）頻率的變化都會給冷卻水流量計帶來電源性幹擾噪聲（shēng）。對電源電壓的幅值變化，因采用多級集成穩壓，一（yī）般而（ér）言電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量（liàng）精（jīng）度（dù）影響不大（dà）。當電源電壓的頻率波動時，雖然其波動範圍有限，但對冷卻水流量計（jì）測量精（jīng）度影響較大。為了解（jiě）決工頻（pín）幹擾問題，實現對流體流速感應電勢（shì）e柚（yòu）信號的準確測量，需利用以下基本關係：①勵磁周期為（wéi）工頻周期（qī）的整數倍，即勵磁頻率為50／nHz(n為偶數（shù）)；②正負勵磁下的同相位（wèi）采樣。圖2是對應（yīng）低頻矩形波勵（lì）磁形式下的典型電勢信號形式，按（àn）上述關係在一個勵磁周期下，若假設t。和t：點為工頻幹（gàn）擾的等效（xiào）幹擾點，且（qiě）采樣寬度T=T1=T2，則e –ab的（de）基本算式（shì）為：，
式(4)從理（lǐ）論上說明（míng）冷卻水流量（liàng）計的工頻幹擾有可克服的途徑，即同步采樣技術，其方法是以同相位(t1=t2)、同寬度采樣(T1=T2=T)為前提的，采樣頻率要（yào）選為工頻周期的整（zhěng）數（shù）倍（bèi）。這樣即使混有幹擾（rǎo）信號，因其采樣時間為完整的工（gōng）頻（pín）周期，其平均值也為零，幹擾電（diàn）壓不起作用。
4、冷卻水流量計選（xuǎn）型
4.1冷卻水流量計選型的一般原則H1
(1)被測介質（zhì）是否為導（dǎo）電（diàn）液體或漿液（yè），由此決定是否選用冷（lěng）卻水流量計；
(2)被測介質的電導率決定冷（lěng）卻水流量（liàng）計的類型——是高電導（dǎo）率還是低電導率；
(3)工藝要求的*大（dà）、*小和常用流量工藝管道的公稱通徑，決定介質的流速是否處在較經濟的流速點上，管道是否需要（yào）變徑，*後確定流量計的口徑；1
(4)以工藝管道的布（bù）置情況，來確定采用一體型還是（shì）分體型流量計，以及流量計的防護等級等；
(5)根據被測介（jiè）質是否易（yì）結晶、結疤來選擇電*型式；
(6)根據被測介質的腐蝕性來選擇電*材料；
(7)被測介質的腐蝕性.磨損性及溫度來決定采用何（hé）種（zhǒng）襯裏材料；
(8)被（bèi）測介質的（de）*高工作壓力決定流（liú）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根據冷卻水流量計勵磁（cí）方式的的特點選型
(1)直流勵磁（cí）型
這種冷卻水流（liú）量計（jì）數（shù）量很少，隻用於測量液（yè）態金屬流量，如常溫下的汞和高溫下的液態鈉、鉀等。
(2)交流工頻勵磁（cí）型
較早期的冷卻水流量計用50Hz工頻市電勵磁，由於易受電磁幹擾和零（líng）點漂移等原因，現已逐（zhú）漸被低頻矩形勵（lì）磁所代替。但在測量（liàng）泥（ní）漿、礦（kuàng）漿等液固兩相流（liú）時（shí），低頻矩形波勵磁方式不能克服固體擦（cā）過電*表（biǎo）麵（miàn）產生的尖峰噪聲，而工頻（pín）交流勵磁的儀表則不存在這一（yī）缺點，所以國內外（wài）尚有一些冷卻水流量計（jì）仍（réng）采用交流工頻勵磁方式。
(3)低頻矩形波勵磁型1.·
由於低頻矩形波勵（lì）磁方式（shì）功耗小，零點穩定性好，所以它是目前冷卻水流量計的主要勵磁方式。其波形有“正（zhèng）一負”二值（zhí）和（hé）“正一零一負一零”三值兩種。有（yǒu）的冷卻水流量計勵磁（cí）頻率可以由用戶設定，一般小口徑儀表用（yòng）較高頻率，大口徑儀表用較低頻率。
(4)雙頻勵磁型（xíng）
勵磁電流的波形（xíng）是在低頻矩形波上疊加高頻矩形（xíng）波，主要為克服二值矩形（xíng）波勵磁存（cún）在的漿液噪聲和流動噪聲，提高（gāo）儀表的穩定性和（hé）響應特性，因此廣泛用於製漿造紙及汙水處（chù）理等行業。
5、結束語
通過上麵分（fèn）析可知，冷卻水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（cún）在著測量（liàng）輸出信號易受工頻（pín）電磁幹（gàn）擾，流體電化學噪聲及（jí）電源（yuán）頻率變化影響的缺（quē）點（diǎn）。不同勵磁方式的冷卻水流量計具有不同的抗幹擾技術（shù）和應用範圍（wéi）。正確了解各種勵磁技術的特點和不（bú）同冷卻水流量計（jì）的技（jì）術原理（lǐ）是正確使（shǐ）用冷卻水流量計（jì）的前提。
淺析冷卻水塔水流量計在化工企業水源節能中的安裝與使用 淺析（xī）工藝冷卻水流量計在（zài）安（ān）裝使用的環境條件要求 冷凍機冷卻水流量計的安裝條件及注意的問題 水冷壓縮機冷卻水流量計的測量介質的流體特性 易粘易堵強腐蝕性液體（tǐ）對模具冷卻水流量計精度的影響 基（jī）於冷卻水流量計的電*幹擾信號（hào）仿真研究 關於空調冷卻水流量計的運行（háng）原理及應用領域解（jiě）析 如何防止（zhǐ）工業應用中高爐冷卻（què）水流量計（jì）腐蝕問題減少（shǎo）不利損失 冷卻（què）水流量計在汙水流量測量中有什麽優勢 選用管道式冷卻水塔水流量計時要（yào）注意哪（nǎ）些選型事項 循環冷卻水流量計（jì）在實際應用中的故障分析思路（lù）及解決方法 注塑機循環冷卻水流量計在鍋爐給水調節上應用中缺（quē）點和優勢 工業循（xún）環冷卻水流量計在有限流動水域浮體結構對（duì）水流結構的影響 因環境方麵引起的工（gōng）業循環冷卻（què）水流量計故障的主要原因 影響鍋（guō）爐冷卻水流量（liàng）計誤差的因素及（jí）不確定度（dù）分析 淺析連鑄機軸承座冷卻水流量計在化工汙水處（chù）理廠的應（yīng）用 冷卻塔冷（lěng）卻水流量計的（de）特點及未來四個方麵的發展趨勢 工業循環冷卻水流量計使用中低噪音的信號（hào）電纜結構設計（jì）說明 淺析大口徑采（cǎi）煤機冷卻水流量計安裝時需要注意的技術（shù）要領 冷卻水流量計的漂移產生的原因及有效去除的三個方（fāng）法 冷卻水（shuǐ）流量計（jì）的外（wài）部電磁（cí）幹擾及電磁兼容性分析 正確處理冷卻水流量計測（cè）量過程中液體均勻混（hún）合問題 鍋爐冷卻（què）水流量計,循環冷卻水流量（liàng）計 空調冷卻水流（liú）量計,模具冷卻水流量計 冷卻水流量表,冶煉爐冷（lěng）卻水流量計 冷卻水流量表,空（kōng）調冷卻（què）水流（liú）量計 冷（lěng）卻（què）水流量表,模具冷卻水流量計 模具冷卻水流量計,鍋爐冷卻水流量計（jì） 模（mó）具冷卻水（shuǐ）流量計（jì）,注塑機冷卻水流量計 冷卻水流量計價格
冷卻（què）水流量（liàng）計的測量過程不受被測介質溫度、黏度、密度等因素影響（xiǎng），具有測量速度快（kuài）、精度高（gāo）、測量口徑寬、輸出線性度好，與被測介質不接（jiē）觸，耐腐蝕、抗磨損，流體壓力損失小等優點，因而（ér）廣泛應用於造紙廠紙漿、助劑、水等流體的測量。但是，冷卻水流量計也有其不足，傳感器的輸出感應（yīng）電動勢很小，容易受（shòu）到外界電磁幹擾，如何提高冷卻水流量計的電磁兼容（róng）性，使其能在惡劣的電磁環境正常使用是冷卻水流量計設計必須考慮的（de）問題。文中以LD係列冷卻（què）水流量計為例，結合編者的（de）工程實踐（jiàn），介紹有關（guān）冷卻水流（liú）量計的使用並分析其電磁兼容性(EMC)。
1、冷卻水流量計的工（gōng）作原理
冷卻水流量（liàng）計的工作以電磁感應定律為基（jī）礎，即當一個導（dǎo）體（tǐ）在電磁場中運動，並且運動方向垂直（zhí）於電磁場時就會產生感應電動（dòng）勢，所產生的感應電動（dòng）勢的方向垂直於導體運動和電磁場運動的方向，感應電動勢的大小與導體的運動速度和磁場的（de）磁感應強度成正比。當導電（diàn）流體以平均流速（sù）y(m／s)通（tōng）過一根內徑為D(m)的管子時，若管（guǎn）子內存在一個磁感應強度為（wéi）曰(T)的磁場，那麽就可（kě）產生一個（gè）垂直於磁場方向和流體流動方向的電動勢（shì）E：
E=DVB(V)(1)
容積流量Q為：
Q=,rrD2V／4(m’／s)(2)
將式(2)代入（rù）式(1)並處理（lǐ）得：
E=(4B／,rrO)×Q(V)(3)
如果君和D是常數（shù），那麽從式(3)可看出，E與Q成正（zhèng）比。電磁流（liú）量轉換器把電動勢層放大並轉換（huàn）成標準（zhǔn）的4—20mA的信號或脈衝信號，作為對應的流量信號輸出。
2、冷（lěng）卻水流量計的參數設置方法及組態（tài）
流量計的參數設置(組態)有（yǒu）兩種方法，一是利用顯示麵板上的按鍵，二是利（lì）用手持智能終端。
2.1使用麵板進行參數設定
ADMAGAE係列冷卻水流量計麵板（bǎn）上常用的符號有：
(1)RED(紅)正常工作時不亮，有報警時閃爍；
(2)定義符定（dìng）義符用冒號“：”，表示所顯示的數據正處（chù）於待設定狀態；
(3)單位顯（xiǎn）示顯示（shì）流量單（dān）位；
(4)顯示數據顯示流量數據、設定數據和報警的種類；
(5)小（xiǎo）數（shù）點（diǎn）表（biǎo）示數據中的小數點；
(6)設定鍵這些鍵用來改變數據顯示和設定數據的類型。數據顯示類型共有3種：流量數據顯示模（mó）式、設定模式、報警顯示模式。
2.1.1流量數據顯（xiǎn）示模式，
流量數據顯示模式表示的是瞬時流量值和累積流量值，ADMAGAE可顯示12種類型的流量（liàng）數據。進入流量顯示模式用“dl”參數來改變顯示項，詳細設定可參考流量（liàng）計用戶手冊。
2.1.2設定模式
設定模式用來檢查參數內容和重寫數據。隻要（yào）按下“SET”鍵，可將該模式從正常的操作模式中調出。
2.1.3報警顯（xiǎn）示模式
當報警發生時，報警模式就會取代當前模式來（lái）顯示發生報警的類型，但是這種情況隻是發生在（zài）當前流量顯示模式或設定（dìng）模式中參數號（hào）被改變時(當正在該部數據項時，不顯示報警)。
2.2 BT智能終端設定
具有智能通信功能的儀表（biǎo）可與智能終端通信。橫河（hé）的智能終端有BTl00、BT200等（děng）型號，簡稱BT智能終端（duān），它們采用BRAIN協議，將1個4-2mA、2.4kHz的調製信號迭加到4～20mA的模擬（nǐ）信號上用作信號傳輸。由於調製信號是交流信號，所以（yǐ）迭加不會影（yǐng）響模擬信號的數值。
BT智能終端與流量計的連接有兩（liǎng）種方式：一是直接與流量計端（duān）蓋下麵的（de）BT端子相連，這種方式適用於（yú）現場調試或流量計不具備智能（néng）通信（xìn）功能的情況；二是與4—20mA直流信號線連接，BT智能（néng）終端可以（yǐ）連接（jiē）在從控製櫃到流量計信號線的任何位置，*大距（jù）離可達2km，隻（zhī）要（yào）保證整個回路的負載（zǎi）電阻在250—750Q之（zhī）間，就可以可靠地通（tōng）信。這種方式操作（zuò）者不必（bì）去現場，在控製室就可對流量計進行設（shè）置和在線監測（cè），是使用*多（duō）的一種方（fāng）式。BT智能終端采用菜單式操作，可以**顯（xiǎn）示和（hé）修改冷卻水流量計的各種參數（shù），其基本的（de）操作（zuò）有流量計自檢、量程調整、顯示方（fāng）式設置、報警設置等。
2.3冷（lěng）卻水流量計數據設定與組態
冷卻水流量計是根（gēn）據與流體流速相對應的微小電動勢計（jì）算出體積流量並輸出（chū）4～20mA的信號。為保（bǎo）證獲得（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個參數中，通（tōng）徑（jìng）和儀表係數早在儀表出廠前（qián）就設定好的，因此用戶不能設定這兩個參數。用戶也可以在（zài）儀表（biǎo）出廠前將流量（liàng）量（liàng）程設定好，這種（zhǒng）設定（dìng）隻有在用戶要求改變量程時才可進行重新設定。
3、電磁兼容性分析（xī）
冷卻水流量計的工作以電（diàn）磁感應定律為（wéi）基礎，產生的正比（bǐ）於（yú）被測流量（liàng）的感應電動勢通常很小，*易受到外界電磁幹擾，而它本身（shēn）產（chǎn）生的電磁幹（gàn）擾很小，因此冷（lěng）卻水流（liú）量計的電磁兼容性主要體現在它如（rú）何在惡劣的電（diàn）磁（cí）環境下正常工作（zuò）。在惡劣的電（diàn）磁環（huán）境下，電磁耦（ǒu）合靜電（diàn）感應是冷卻（què）水（shuǐ）流量計（jì）幹擾噪聲的主要來源；被（bèi）測流體（tǐ）介質特性產（chǎn）生的電化學幹擾噪聲是冷卻水（shuǐ）流量計（jì）幹（gàn）擾噪聲的*二來源（yuán）；冷卻水流（liú）量計供電電源的（de）電壓和頻率波動等電源幹擾（rǎo）噪聲是冷卻水流量計幹（gàn）擾噪聲的*三來源。為滿足儀表的EMC要求，智能冷卻水流量計分別采用硬件和軟件抗幹擾技術?，以提高冷卻水流量計抗幹擾能力。
3.1工頻幹（gàn）擾噪聲的特點及冷卻水流量計抗幹擾技術工頻幹擾噪聲*先是由冷卻水流量計勵磁繞組（zǔ）和（hé）流體、電*、放大器輸（shū）入回路的電磁耦合形成，其二是電磁流量汁工作現場的工頻共模（mó）幹擾，其三是供電電源引入的工（gōng）頻串模幹擾等，其產生的物理機理均是電磁感應原理（lǐ）。
冷卻水流量計勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入（rù）回路的電磁耦合產（chǎn）生的工頻幹擾對冷卻水流量計（jì）工作影響*大，而且在（zài）不同的勵磁技術下（xià）其表現的形（xíng）態、特性（xìng）不同，因而采取抗（kàng）幹擾措（cuò）施也（yě）不同。在工頻正弦（xián）波（bō）勵磁磁場下，此種電磁（cí）耦合工頻幹擾噪聲表現（xiàn）形（xíng）式為正交幹擾，又稱為變壓器電勢，特點是幹擾噪聲幅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大幾個數量級舊’。直流勵磁、低頻矩形波勵磁及雙（shuāng）頻（pín）矩形波勵磁（cí）技術，可以基本消除正交幹擾的影響。
工頻共模幹擾和工頻串模幹擾這兩種常見（jiàn）的幹擾，主要是由於電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，冷卻水流量計接地（dì）不良等原因而產生，冷卻（què）水（shuǐ）流量計采用輸人保護技術、高（gāo）輸入阻抗、高共模抑（yì）製比自舉前置放大器技術以及重複接地技術等提高抗工頻幹擾的（de）能力。ADMAGAE係列冷卻水流量計配有接地環，其作用是通過（guò）與液體接觸，建立液體接地，確保基準（zhǔn）電位與被（bèi）測液體相同，並（bìng）且保護流量計內襯。
3.2電化學幹（gàn）擾噪聲（shēng）的特點及冷卻（què）水流量計抗幹擾技術
3.2.1電化學幹擾（rǎo）噪聲的特點
(1)電化（huà）學*化電（diàn）勢幹擾是（shì）由於電*感生（shēng）電動勢在兩**性不同而導致電解質在電*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁磁場能顯著減弱*化電勢的數量級，但不能從（cóng）根本上完全消除*化電勢幹擾。
(2)泥漿（jiāng）幹（gàn）擾是在測量液（yè）固兩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（jiē）觸電化學（xué）電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出信號出現尖峰脈衝狀幹擾噪聲。
(3)流體流動噪聲是在測量低導率液體(100IxS／cm以下)流量時，電*的電化學電勢（shì）定期波動，產生隨流量增加而頻率增加的（de）隨機幹擾（rǎo）噪聲，具有類似泥漿幹擾的1／f頻譜特性。
3.2.2冷卻水流量計抗電化學幹擾（rǎo）技術
冷卻水流量計在提（tí）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。低頻矩形波勵磁既具有直（zhí）流勵磁（cí）技術不（bú）產生渦流效應、變壓器效應(正交幹擾)的（de）特點，又具有工頻正弦波勵（lì）磁（cí）基本不產（chǎn）生*化效（xiào）應，便於放大信號處理，而能避免直（zhí）流放大（dà）器零點漂移、噪聲、穩定性等問題的產生，有較好的抗幹擾性能。
低頻矩形波勵磁雖然具有優（yōu）良的零點穩（wěn）定性。但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的液固兩相導電性流體流量時（shí）無法克服泥漿幹擾和流體噪聲幹擾。研究分析表明（míng），泥漿幹（gàn）擾和流動噪聲具有1／f的頻譜特征。低（dī）頻時幅值大，高（gāo）頻時（shí）幅值小，如果采用（yòng）較（jiào）高頻率的低頻矩形波勵磁（cí）則能大大降低泥漿（jiāng）幹擾的數量級。因此提高（gāo）勵磁頻率有助（zhù）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（bǎo）證冷卻水流量計的零點穩定性，*好采用低頻矩形波勵磁（cí）；為了能較準確地（dì）測量液固兩（liǎng）相導電性流體和低導電率（lǜ）流體的流量，又必須采用較高頻率的矩（jǔ）形波勵磁。采用圖1所示的（de）雙頻矩形波勵磁的方法是（shì）*佳方案。
3.2.3雙頻矩形波（bō）勵磁工作及抗幹擾（rǎo）原理在冷卻水流量計測量管內形成含有兩個頻率（lǜ）分量的電磁場：高（gāo）頻勵磁分量不受液體幹擾的影響，而低頻勵磁分量（liàng）則有著*好的零點穩定性，根據高、低頻定時檢測到的各分量信號經過計算，便可得到流量信號。
雙頻矩形波（bō）勵磁測量原理如圖l所示，一個由高低頻分量迭加而成的電磁場通（tōng）過勵磁線圈被（bèi）施加到被測液體中，勵（lì）磁波形是在一個低頻矩形波上迭加一個高於市電頻率（lǜ）的矩形波而得到的波形。在產生的電動（dòng）勢中，低頻分量通過一個大時間常數的積分電路（lù）獲得（dé）一個零點穩定性（xìng）好的平（píng）穩流量（liàng）信（xìn）號。而由漿液或低電導（dǎo）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抑製，有著同樣時間常（cháng）數的流量信（xìn）號經過一個差（chà）分電（diàn）路以確定流速信號的變化，把這兩種不同頻率采樣所得的信（xìn）號（hào）結（jié）合起來可獲得一個穩定流速信號（hào），該信號不受噪聲幹擾（rǎo），且有較高的零（líng）點穩（wěn）定性。
3.3電源幹擾噪聲特點及冷卻水流量計抗幹（gàn）擾技術
冷卻水流量計一般都采用工頻交流電源供電，其電（diàn）源電壓的幅值和（hé）頻率的變化都會給冷卻水流量計帶來電源性幹擾噪聲（shēng）。對電源電壓的幅值變化，因采用多級集成穩壓，一（yī）般而（ér）言電源電壓的幅值變化對電磁流量的測量（liàng）精（jīng）度（dù）影響不大（dà）。當電源電壓的頻率波動時，雖然其波動範圍有限，但對冷卻水流量計（jì）測量精（jīng）度影響較大。為了解（jiě）決工頻（pín）幹擾問題，實現對流體流速感應電勢（shì）e柚（yòu）信號的準確測量，需利用以下基本關係：①勵磁周期為（wéi）工頻周期（qī）的整數倍，即勵磁頻率為50／nHz(n為偶數（shù）)；②正負勵磁下的同相位（wèi）采樣。圖2是對應（yīng）低頻矩形波勵（lì）磁形式下的典型電勢信號形式，按（àn）上述關係在一個勵磁周期下，若假設t。和t：點為工頻幹（gàn）擾的等效（xiào）幹擾點，且（qiě）采樣寬度T=T1=T2，則e –ab的（de）基本算式（shì）為：，
式(4)從理（lǐ）論上說明（míng）冷卻水流量（liàng）計的工頻幹擾有可克服的途徑，即同步采樣技術，其方法是以同相位(t1=t2)、同寬度采樣(T1=T2=T)為前提的，采樣頻率要（yào）選為工頻周期的整（zhěng）數（shù）倍（bèi）。這樣即使混有幹擾（rǎo）信號，因其采樣時間為完整的工（gōng）頻（pín）周期，其平均值也為零，幹擾電（diàn）壓不起作用。
4、冷卻水流量計選（xuǎn）型
4.1冷卻水流量計選型的一般原則H1
(1)被測介質（zhì）是否為導（dǎo）電（diàn）液體或漿液（yè），由此決定是否選用冷（lěng）卻水流量計；
(2)被測介質的電導率決定冷（lěng）卻水流量（liàng）計的類型——是高電導（dǎo）率還是低電導率；
(3)工藝要求的*大（dà）、*小和常用流量工藝管道的公稱通徑，決定介質的流速是否處在較經濟的流速點上，管道是否需要（yào）變徑，*後確定流量計的口徑；1
(4)以工藝管道的布（bù）置情況，來確定采用一體型還是（shì）分體型流量計，以及流量計的防護等級等；
(5)根據被測介（jiè）質是否易（yì）結晶、結疤來選擇電*型式；
(6)根據被測介質的腐蝕性來選擇電*材料；
(7)被測介質的腐蝕性.磨損性及溫度來決定采用何（hé）種（zhǒng）襯裏材料；
(8)被（bèi）測介質的（de）*高工作壓力決定流（liú）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根據冷卻水流量計勵磁（cí）方式的的特點選型
(1)直流勵磁（cí）型
這種冷卻水流（liú）量計（jì）數（shù）量很少，隻用於測量液（yè）態金屬流量，如常溫下的汞和高溫下的液態鈉、鉀等。
(2)交流工頻勵磁（cí）型
較早期的冷卻水流量計用50Hz工頻市電勵磁，由於易受電磁幹擾和零（líng）點漂移等原因，現已逐（zhú）漸被低頻矩形勵（lì）磁所代替。但在測量（liàng）泥（ní）漿、礦（kuàng）漿等液固兩相流（liú）時（shí），低頻矩形波勵磁方式不能克服固體擦（cā）過電*表（biǎo）麵（miàn）產生的尖峰噪聲，而工頻（pín）交流勵磁的儀表則不存在這一（yī）缺點，所以國內外（wài）尚有一些冷卻水流量計（jì）仍（réng）采用交流工頻勵磁方式。
(3)低頻矩形波勵磁型1.·
由於低頻矩形波勵（lì）磁方式（shì）功耗小，零點穩定性好，所以它是目前冷卻水流量計的主要勵磁方式。其波形有“正（zhèng）一負”二值（zhí）和（hé）“正一零一負一零”三值兩種。有（yǒu）的冷卻水流量計勵磁（cí）頻率可以由用戶設定，一般小口徑儀表用（yòng）較高頻率，大口徑儀表用較低頻率。
(4)雙頻勵磁型（xíng）
勵磁電流的波形（xíng）是在低頻矩形波上疊加高頻矩形（xíng）波，主要為克服二值矩形（xíng）波勵磁存（cún）在的漿液噪聲和流動噪聲，提高（gāo）儀表的穩定性和（hé）響應特性，因此廣泛用於製漿造紙及汙水處（chù）理等行業。
5、結束語
通過上麵分（fèn）析可知，冷卻水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（cún）在著測量（liàng）輸出信號易受工頻（pín）電磁幹（gàn）擾，流體電化學噪聲及（jí）電源（yuán）頻率變化影響的缺（quē）點（diǎn）。不同勵磁方式的冷卻水流量計具有不同的抗幹擾技術（shù）和應用範圍（wéi）。正確了解各種勵磁技術的特點和不（bú）同冷卻水流量計（jì）的技（jì）術原理（lǐ）是正確使（shǐ）用冷卻水流量計（jì）的前提。
上一篇：淺析模具水流量計在（zài）自（zì）動配料控製係統中的應用