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电磁流量计干扰因素分析及处理方法

点击次数:318  发布时间:2020-01-03

电磁流量计是基于法拉第电磁感应定律原理工作的一类流量计,具有测量精度高、功能多、有测双向流等优势,采用液晶一体显示累积流量、瞬时流量、流速,管道内没有可动部件,测量时不堵塞、抗干扰能力强。电磁流量计广泛应用于化工、污水、 水电、纺织、造纸、食品、工业机械设备、供暖、环保和能源、工业领域。但在使用过程中电磁流量计有一个很重要的问题就是干扰问题,就是指引起控制系统设备、传输通道或系统性能下降的各种电磁效应。

电磁流量计干扰形成的全过程是由干扰源发出的干扰信号经过耦合通道到达受干扰的设备上。干扰的三个环节称为干扰系统的三要素,即干扰源、干扰传播途径及受干扰设备。

一、电磁流量计干扰的分类

电磁流量计在工业测控系统中,电磁干扰是影响正常工作的重要问题,其产生即可能存在于系统内部,即受到自身产生的干扰影响,也可能来自于系统外部,即受到外来干扰的影响。在分析电磁干扰时,系统是指人们设计、管理和控制的电气设备或电子设备整体。

1)电磁流量计的内部干扰

系统内部的干扰源可分为:

①电源干扰。电源干扰主要是从电源和电源引线浸入系统的。

②地线干扰。地线干扰是由系统内共用一个地线而引起的,当系统内各部分电路的电流均流过公共地线时,会在地线上产生电压降,形成相互影响的噪声。

③信号通道的耦合干扰。信号若需要很长的传输线时,信号在传输过程中很容易受到干扰,导致所传输的信号发生畸变或失真,所产生的干扰主要有传输线周围空间电磁场对传输线的电磁感应干扰:当两条或两条以上所传输信号强弱不同的信号线相互靠的很近时,通过线间分布电容和互感而形成的线间干扰,即传输线的线间串扰。

2)电磁流量计外部干扰

系统外部的干扰源可分为:

①自然干扰。自然干扰包括雷电和大气层的电场变化。雷电能在传输线上产生幅值很高的高频浪涌电压,对系统形成干扰。

②电力干扰。随着越来越多的电子设备接入电力主干网,系统中会出现一些潜在的干扰。这些干扰包括电力线干扰、电快速瞬变、电涌、电压变化、闪电瞬变和电力线谐波等。

③工频干扰。供电设备和输出线都产生工频干扰,若信号传输线有一段与供电线平行,这种低频干扰就会耦合到信号线上成为干扰。

④射频干扰。通信设备、无线电广播、电视、雷达等通过天线会发射强烈的电波。

⑤静电放电。采用现代芯片工艺,在很小的几何尺寸上元件已经变得非常密集,这些高速的、数以百万计的晶体管的灵敏性很高,很容易受到外界静电放电影响而损坏。

⑥汽车杂波。汽车在工作过程中产生甚高频至特高频频段的杂波。

⑦放电干扰。局部放电可以分为正电晕放电、负电晕放电和火花放电三种。

⑧辉光放电。辉光放电即气体放电。

⑨弧光放电。弧光放电即金属雾放电,最典型的弧光放电是金属电弧焊。

二、电磁干扰的传播途径

电磁流量计的电磁干扰按传输途径可分为两大类:传导干扰,主要是电子设备产生的干扰信号通过导电介质或公共电源线互相产生干扰;辐射干扰,是指电子设备产生的干扰信号通过空间传给另一个电网络或电子设备。从被干扰的敏感器来看,干扰耦合可分为传导耦合和辐射耦合两大类。

三、抑制电磁干扰的方法

 

针对电磁干扰的三要素,提出以下三种解决电磁干扰问题的方法:

1)抑制干扰源产生的电磁干扰

①屏蔽

屏蔽就是在两个空间区域之间采用屏蔽体进行隔离,以控制电场、磁场和电磁波由一个区域对另一个区域的感应和辐射。

②滤波

滤波是指各类信号按频率特性分类并控制他们的方向,是对某些频率点范围内的信号提供传输极点,而对另一些频率点范围内的信号提供传输零点的技术。

③接地

地线是对接地的实施,即按一定的要求,用必要的金属导体或导线把电路中的某些地电位连接起来,或将电子、电气设备的某一部位和大地连接起来。

④布线

不同类型的信号分别由不同的电缆传输,应避免信号线与动力电缆靠近平行敷设,以减少电磁干扰。

2)切断干扰的传播途径。

3)提高敏感设备抗电磁干扰的能力(降低对干扰的敏感度)。

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