用於控製大口徑（jìng）液體流量計（jì）使用中低噪音的信號（hào）電纜結構設計

大口（kǒu）徑液體流量計在工業生產中的應用非常廣泛，其（qí）應用領域已經擴展到石油化（huà）工、冶金、食品飲料、製藥、造紙（zhǐ）、染料等眾多領域（yù），大口（kǒu）徑液體流量計所能夠測量的液體介質種類很多，無論是常見的水，汙水，更能夠測量可以發生電離的各類混濁、懸浮液體介（jiè）質（水（shuǐ）煤漿、泥漿汙水、水泥混凝土漿、紙（zhǐ）漿、金屬（shǔ）流體等），大口徑液體流量計的供電型（xíng）式有兩種，一種是表體內部鋰電池供電，數據在表頭顯示，還（hái）有一種是外部供（gòng）電，可以接受24V直流電源供電或者220V交流電源供電。電池供電的大口徑液體流量計所有信號測量與接收、計算與輸出都在表體內進行，相應來說，不受電磁（cí）電纜形成（chéng）的電磁場（chǎng）幹擾。但是對於大都數接受外部供電並且進行4-20mA等信號輸出的（de）大口徑液體（tǐ）流量計大口徑（jìng）液體流（liú）量計用信（xìn）號電纜主要（yào）用於將大口徑液（yè）體流量（liàng）計的（de）實際測量結果信號傳輸至顯示係統，則（zé）需要充分考慮到電纜產生的磁場對於測量信（xìn）號傳輸的幹擾。
隨（suí）著大口徑（jìng）液體流量計測量係統中電路的日趨複雜和對信號（hào）傳（chuán）輸要求的逐步提高，傳（chuán）統大口徑液體（tǐ）流量計用信號電纜的性能已無法滿足使用要（yào）求，因此本（běn）公司開展了（le）一種新型低噪音（yīn）大口徑液體流量（liàng）計用信號電纜的研製。
１.傳（chuán）統電纜性能現狀
根據調查，傳（chuán）統大口徑液體流量計用信號電纜的性（xìng）能主要存在以下缺（quē）點（diǎn）和不足：ａ．電纜易受電磁幹擾，造成傳輸信號不穩定（dìng）。現有大（dà）口徑液體流量計主要由流量傳感器、轉換顯示器和勵磁電源三大部分組成，其中勵（lì）磁電源（yuán）與流量傳感器一般組裝在（zài）一起，這樣傳輸信（xìn）號（hào）的信號（hào）電纜必然會受勵磁電纜的電磁場幹擾，影響傳輸（shū）信號的（de）穩定性。針對這種情況，雖然在大口徑液體流量計工程安裝和應用時明確規定，信號電纜和勵磁電纜必須嚴格分開（即不能同管敷設、不能平行敷設、不能一起絞合（hé）），應分別單獨穿管敷設，以進行有效的電磁隔離，但造成（chéng）安裝敷設（shè）成本（běn）較（jiào）高，而（ér）且使用（yòng）不便（biàn）。ｂ．電纜內部產生較大噪音，造成信號的分辨率和精度較（jiào）低。實際應（yīng）用中，傳統大口徑液體流量計用信（xìn）號電纜（lǎn）易因受振動、衝擊（jī）、彎曲以及外界溫度變化，造成內部摩擦，從而產生噪音（yīn）。當噪音（yīn）夾在（zài）信號中一同輸出時，則將影響（xiǎng）傳輸信號的（de）分辨率和（hé）精度，這種影響在大口徑液體流量計用於黏稠甚至難於流動（dòng）的固液兩相流介質（如煤焦（jiāo）油、渣油、食物漿、紙漿、乳膠、混合膠）及脈（mò）動流介（jiè）質等多種流體的微量精確計量時更加突出，將造成計量（liàng）誤差較大和計量（liàng）不準確。
２.新（xīn）型（xíng）電纜性能改進設計
針對傳統（tǒng）大口徑（jìng）液體流量計用信號電纜的易受電磁幹擾和內部產生較（jiào）大噪音的性能缺陷，*先根據大口徑液體流量（liàng）計用信號電纜的特點及其運行環境要求設計了多種（zhǒng）結構方案（àn），而後綜（zōng）合考（kǎo）慮電纜抗電磁幹（gàn）擾水平、內部噪音水平、工藝的實現難度和製造成本（běn）等因素對相（xiàng）關設（shè）計方案進行反複篩選，*終確定了新型低噪音大（dà）口徑液體（tǐ）流量計用信號電纜的結構（gòu）。

該新型電纜的結（jié）構如圖（tú）１所示。導體為單股退火（huǒ）鍍錫軟銅線，以提高導體的導電性和防腐蝕性。在導體外繞包一層薄Ｆ４（聚四氟（fú）乙烯）半導電帶，有利（lì）於降低導體和絕緣之間的（de）摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純淨、介電常數較小、具有一定彈性（xìng）的聚丙烯絕緣級材（cái）料，並采用（yòng）擠壓式擠出，減小絕緣層與導體的間隙。采用對（duì）絞組作為信號傳輸線，由於在兩根傳輸線上感應的電壓接近（jìn）相等，減小了電壓差值，提高（gāo）了信號傳輸穩定性；對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成，相鄰線（xiàn）對對絞節距應不大於１００ｍｍ。對絞分屏（píng）蔽組（即對對（duì）絞組進行分屏蔽，每對對絞（jiǎo）組外繞包兩層聚酯帶和（hé）一層厚０．０４ｍｍ鋁塑複合帶繞包，內置一根７×０．２６ｍｍ鍍錫銅絞線（xiàn）作引流線）有利於對不同對絞組之間信號串音的抑（yì）製（zhì）和（hé）隔（gé）離。對絞分屏蔽組同心式絞合成纜，在對絞分屏蔽組間填充（chōng）非（fēi）吸濕性材料，以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩（liǎng）層聚酯帶，再（zài）采用鋁塑複合帶繞包，內置鍍錫銅線作引流線，以提高電纜電磁屏蔽能力。總屏蔽層外擠包隔離層（隔（gé）離護套），隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高（gāo）導磁合（hé）金鋼帶，其為強磁材料，可將外來的（de）磁（cí）通大部分（fèn）限製在鎧裝（zhuāng）層的外表麵上（shàng）（僅有少部分能進入被（bèi）屏蔽的空間）；鎧裝時對（duì）高導磁合金鋼帶采（cǎi）用縱包焊接（jiē），確保（bǎo）其（qí）形成一連續圓柱管；鎧裝層可提高（gāo）電纜抗電磁幹擾水平以及對電（diàn）纜進行加強，減（jiǎn）少（shǎo）電纜（lǎn）振動引起的電動勢。外護套采用（yòng）藍色軟（ruǎn）ＰＶＣ（聚氯乙烯）護層級電纜材料擠包，實現電纜防護。
該新型低噪音大（dà）口徑液體流量計用信號電纜通過開發新的結構和選用新的（de）材料具（jù）有了高抗電（diàn）磁幹擾能力和優異（yì）的低噪音性能，可實現（xiàn）信（xìn）號的（de）高分辨率、高精度和穩定傳輸：ａ．通過采用絕緣線芯對（duì）絞、對絞鋁箔分屏（píng）蔽（bì）、引流線設置（zhì）、鋁箔總（zǒng）屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設（shè）計，對（duì）內外部電場和磁場形成（chéng）有效的屏蔽隔離，抑製了內部串音，降（jiàng）低了信號傳輸的波動性，大大提高了電纜的抗（kàng）電磁（cí）幹擾水平，提高了電（diàn）纜傳輸信號的準確性和可靠（kào）性。在實（shí）際工程安裝中，電纜也不必穿金屬管敷設，可降低工程成本。ｂ．采用鍍（dù）錫導體以及導體外設置Ｆ４半導電（diàn）帶，有（yǒu）利於降低導（dǎo）體和絕緣之間的摩擦起電噪音，同時電纜整體設計結構緊湊，尤其是鋼合金鎧裝層的設計，使得電纜內（nèi）部相對滑動少（shǎo），一定程度上也減少了電纜內部摩擦起電噪音的產生，這樣可以將原始噪音降（jiàng）低２～３個數量級，*大地提高了傳輸（shū）信號的分辨率和精度，減小（xiǎo）了大口徑液體流量計的計量誤差，大大提高了（le）大口徑液體流量計的計量準確性、精確性和（hé）可靠性，完（wán）全可（kě）滿（mǎn）足微（wēi）量精確計量（liàng）場合的使用要求。
3.總結
本公司設計的新型（xíng）低噪音大口徑液體流量計用信號電纜從技術設計上解決了傳統大口徑液體流量計用信號電纜在（zài）抗（kàng）電磁幹擾能力和電纜內部噪音較大方麵的不足，擴大了大口徑液體（tǐ）流量計用信號電纜的選擇性，社（shè）會效益顯著。該新型低噪音（yīn）大口徑液體（tǐ）流量計用信號電纜在（zài）設計上充分考慮到（dào）工藝的（de）可行性、功能的（de）實現性和成本的有效控製性等因素，滿足了各類流體介質計量尤其是微量精確計量時的分辨率、準確（què）度、精確度等要求，具有廣闊的發展前景，市場潛力很大（dà）。

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