腐蝕性汙水流（liú）量計的電磁兼容性分析與選型

1、電磁兼容性分析
腐蝕性汙水流量計（jì）的工（gōng）作以電磁感（gǎn）應定律為基礎，產生（shēng）的（de）正比於被測流量的感應電動勢通常很小，*易受到外（wài）界（jiè）電磁幹擾（rǎo），而它本身產生的電（diàn）磁幹擾很小，因此腐蝕性汙水流量計的電磁兼容性主要體現在它如何在惡劣的電磁環境下正（zhèng）常（cháng）工作。在惡劣的電磁環境下，電磁耦合（hé）靜電感應是腐（fǔ）蝕（shí）性汙水流量（liàng）計幹擾噪聲的主要來源；被測流體介質特性產生的電化學幹（gàn）擾噪聲是腐蝕性汙水流量計幹（gàn）擾噪聲的*二（èr）來源；腐蝕性汙水流量計供電電源的電壓和（hé）頻率波（bō）動等電源幹擾噪聲是腐蝕性（xìng）汙水流量計幹擾噪聲的*三來源。為滿足儀表的EMC要求，智能腐蝕性汙水流量計分別采（cǎi）用（yòng）硬件和軟件抗幹擾技術?，以提高腐蝕性汙水流量計抗幹擾能力。
1.1工頻幹擾噪聲（shēng）的特點及腐蝕性汙水流量計抗幹擾技術工頻幹擾噪聲*先是由腐蝕性汙（wū）水流量計勵磁（cí）繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合形成（chéng），其二（èr）是電磁流（liú）量汁工作（zuò）現場的工（gōng）頻共模幹擾，其三是供（gòng）電電源引入的工頻串（chuàn）模幹擾等，其（qí）產生的物理機理（lǐ）均是電磁感應（yīng）原理。
腐蝕性汙水流量計勵磁（cí）繞（rào）組和流體（tǐ）、電*、放（fàng）大器（qì）輸入回路的電磁耦（ǒu）合產生的工頻幹擾對腐蝕（shí）性汙水流量計工作影響*大，而且在不同的（de）勵磁技術下其表現的形態、特性不同，因而采取抗幹擾措施也不同。在工頻正弦波勵磁磁場下，此種（zhǒng）電磁耦合工頻幹擾噪聲表現形（xíng）式為正交幹擾，又稱（chēng）為變壓器（qì）電（diàn）勢，特點是幹擾噪（zào）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（liú）量信號電勢大幾個數量級舊’。直流勵磁、低頻矩形（xíng）波（bō）勵磁及雙頻矩形波勵磁技術，可以基本消除正交幹擾的影響。
工頻（pín）共模幹擾和工頻串模幹擾這兩種常見的幹擾，主要是由於電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，腐蝕性汙水流量（liàng）計接地不良等原因而產生，腐蝕（shí）性汙水流量計采用輸人保護技術、高（gāo）輸入阻抗、高共模抑製比（bǐ）自舉前置放大器技術以及重複接（jiē）地技術等提高抗工頻幹擾的能力。ADMAGAE係列腐蝕性汙（wū）水流量（liàng）計配有接地（dì）環，其（qí）作用是通過（guò）與液體接觸，建立液體接地，確保基準電位與被測液體相（xiàng）同，並且保護流量計內襯。
1.2電化（huà）學（xué）幹擾噪聲的特點及腐蝕性（xìng）汙水流量計（jì）抗（kàng）幹擾技術
1.2.1電化學幹擾噪聲的（de）特點
(1)電化學*化電勢幹擾是由於電*感生電動勢在兩**性不同而導致電（diàn）解質在電*表麵（miàn）*化產生。雖然采用正（zhèng）負（fù）交變勵磁磁（cí）場能顯著減弱*化電勢的數量級，但不能從根本上完全（quán）消除*化電勢幹擾。
(2)泥漿幹擾是在（zài）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（miàn）的接觸電化（huà）學電勢突然變化（huà），電磁流量傳感器（qì）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（diàn）化學電勢（shì）定期波動，產生隨流量增加而（ér）頻率增加的隨機幹擾噪聲，具（jù）有類（lèi）似泥漿幹擾的1／f頻（pín）譜特（tè）性。
1.2.2腐蝕性汙水流量計抗電化學幹擾技術
腐蝕性汙（wū）水（shuǐ）流量計在提高抗電化學幹擾能力方（fāng）麵采取的措施主要是低頻矩（jǔ）形波勵磁（cí）和雙頻勵磁技術（shù）。低頻矩形波勵磁既具有直流勵磁技術不產生渦流效（xiào）應、變壓器效應(正交幹擾)的特點，又具有工頻正弦波勵磁基本不產生（shēng）*化效應，便於放大信號處理，而能避免直流放大器零點漂移、噪聲、穩定性等問題的產生（shēng），有較好的抗幹擾性能（néng）。
低頻矩形波勵磁雖然具有優良的零點穩定性。但在測量泥漿、紙漿等含纖維和固體（tǐ）顆粒的液固兩相導電性（xìng）流（liú）體流量時無法克服泥漿幹擾（rǎo）和流體噪聲幹擾。研究（jiū）分析表（biǎo）明，泥漿幹擾和流動噪（zào）聲具有1／f的頻譜特征。低頻時幅值大，高頻時幅值小，如果采用較高頻率的低頻（pín）矩形波勵磁則能（néng）大大降低泥漿幹擾的數量級。因（yīn）此提（tí）高勵磁頻率有助於（yú）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，要保證腐蝕（shí）性汙水（shuǐ）流量（liàng）計的（de）零點穩定（dìng）性，*好采（cǎi）用低頻矩形波勵磁；為了能（néng）較（jiào）準確地測量液固兩相導電性流體（tǐ）和低導電率流體的流量，又必須采用較高頻率的矩形波勵磁。采用圖1所示的雙頻矩形波勵磁的方法是*佳方案。
1.2.3雙頻矩形波勵磁工作及抗幹擾原理在腐蝕（shí）性汙水（shuǐ）流量計測量（liàng）管內形成含有兩個頻（pín）率分量的電磁場：高頻（pín）勵磁分量（liàng）不受液（yè）體幹擾的影響，而低頻勵磁分（fèn）量則（zé）有著*好的零點（diǎn）穩定性，根（gēn）據高、低（dī）頻定時檢測到（dào）的各分量信號經過計（jì）算，便可得（dé）到流量信號。
雙頻矩形波勵（lì）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過勵磁線圈被施（shī）加到被測液體中，勵磁波形（xíng）是在一個低頻矩形波上迭加一個高於市電頻率的矩形波（bō）而得到（dào）的波形。在產生的電動勢中，低頻分量通過（guò）一個大時（shí）間常數的積分電路獲得一個零點穩（wěn）定性好的平穩流量信號。而（ér）由漿液或低電導率流體產生的低頻噪聲可被不受噪聲（shēng）影響的（de）高頻采樣電路所抑（yì）製，有著同樣時間常數（shù）的（de）流量信號經過一個差分電路以確（què）定流速信號的變化，把這（zhè）兩（liǎng）種不同頻率采樣所得的信號結合起來可獲得（dé）一個穩定流速信號，該信號不受噪聲幹擾，且有較高（gāo）的零點穩定性。

1.3電源幹擾噪聲特點及腐蝕性汙水流量計（jì）抗幹擾技術（shù）

腐蝕性汙水流量（liàng）計一般都采用工頻交流電（diàn）源供電，其電源電壓的（de）幅值和頻率的（de）變化都會給腐蝕性汙水（shuǐ）流量計（jì）帶來電源性幹擾（rǎo）噪聲。對電源電壓的幅值變化（huà），因采（cǎi）用多（duō）級集成（chéng）穩壓，一般而言電源電壓的幅值變（biàn）化對電磁流量的測量精度影（yǐng）響（xiǎng）不大。當電源電壓的（de）頻率波動時，雖然（rán）其波動範圍有限，但對腐蝕性汙水流量計測量精度影響較大。為了解（jiě）決工頻幹擾問題，實現對流體流速感應電勢e柚信號的準確測量，需（xū）利用（yòng）以下基本關係：①勵磁周期為工頻周期的（de）整數倍，即勵（lì）磁頻率為50／nHz(n為（wéi）偶數)；②正負勵磁下的同相位采樣。圖2是對應低頻矩形波勵磁形式（shì）下的典型電勢信（xìn）號形式，按上述關係在一個勵磁周期下，若假設t。和t：點為工頻幹擾的等效幹擾點，且采樣（yàng）寬度T=T1=T2，則e –ab的基本算式為：，

式(4)從理論上說明（míng）腐蝕性汙水流量計的（de）工頻幹擾有可克服的途徑，即同步（bù）采（cǎi）樣技術，其（qí）方法是以同相位(t1=t2)、同寬度采樣(T1=T2=T)為前提的，采樣頻率要選為（wéi）工頻周期的整數倍。這樣即（jí）使混有幹擾信號，因其采樣時間（jiān）為完整的工頻周期，其平均值也為零，幹擾電壓（yā）不起作用。
2、腐蝕性汙水流量計選型
2.1腐蝕性汙水流量計選型的一般原則（zé）H1
(1)被測介質是否為導電液體或漿液，由此決定（dìng）是否選用腐（fǔ）蝕性汙水流量計；
(2)被測介質的電導率決定腐蝕性（xìng）汙水流量計的類型——是高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（dào）的公稱通（tōng）徑（jìng），決定介質的流速是否處在較經濟的流（liú）速點（diǎn）上，管道是否需要變徑（jìng），*後確定流（liú）量計的口徑；1
(4)以工藝管道的布置情況，來確定采（cǎi）用一體型還是分體型流量計，以及流量計的防護等級等；
(5)根據被（bèi）測介質是否易結晶、結疤來選擇電*型（xíng）式；
(6)根據被測介質的腐蝕性來選（xuǎn）擇（zé）電*材料；
(7)被測介質的腐蝕性.磨損性及溫度來決定采（cǎi）用何種襯裏材料；
(8)被測介質（zhì）的*高工作（zuò）壓（yā）力（lì）決定流量計的（de）公稱壓力；
(9)工藝管道的絕緣性決定接（jiē）地環的型式（shì）。
2.2根據腐蝕性（xìng）汙水流量計勵磁方式的的特點選型
(1)直流勵磁型
這種腐蝕性汙水流量計數量很少（shǎo），隻用於測量液態金屬流量，如常溫下的汞和高溫下的液態（tài）鈉、鉀等。
(2)交流工頻勵磁型
較早期的腐蝕性汙水流量（liàng）計用50Hz工頻市電勵磁，由於易受電磁幹擾和零點漂移等原因，現已逐漸被低頻矩形勵磁所代替（tì）。但在測量泥漿、礦漿等液固兩相流時（shí），低（dī）頻矩形波（bō）勵磁方式不能克服固體擦過電*表麵產生的尖峰噪聲，而工頻交流勵磁的儀表則不存在這一缺點，所以國內外（wài）尚有一些腐（fǔ）蝕性汙水流量計（jì）仍采用交流工頻（pín）勵（lì）磁方式。
(3)低頻矩（jǔ）形波（bō）勵磁型1.·
由於（yú）低頻（pín）矩形波勵磁方式功耗小（xiǎo），零點穩定性好，所以它是目前腐蝕性汙水流量計的主要勵磁方式。其波（bō）形有“正一負”二值和“正一零一負一零”三值兩種。有的腐蝕性汙水流量計勵磁（cí）頻率可以由用戶設定，一般小口徑儀表（biǎo）用較高頻率（lǜ），大口徑儀表用（yòng）較（jiào）低頻率（lǜ）。
(4)雙頻勵（lì）磁型
勵磁電（diàn）流的波形是在低頻矩形波上（shàng）疊加高頻矩形波，主要為克服（fú）二值矩形波勵磁存在的漿液噪聲和流動噪聲，提（tí）高（gāo）儀表的穩定性（xìng）和響（xiǎng）應特性，因此廣泛用於製漿造紙及汙水處理等行業。

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