电磁流量计的干扰信号有哪些
发布时间:2023-07-30 14:12:49来源:hseauto.cn来源:..
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电磁流量计的干扰信号有很多,这些干扰信号会和实际的流量信号相混合,产生一种十分复杂的数据处理情况。因此,要提高电磁流量计对液体的测量精确度,就必须对这些干扰信号产生的原因进行分析与总结,以便有针对性地采取抗干扰措施,电磁流量计的常见影响因素如下。
1.1正交干扰
电磁流量计的磁路系统包含有两个励磁线圈,而导管内的液体与传感器电极及转换器结构组成了一个闭合的回路。理论情况下,磁力线应与闭合回路相平行,但是由于装配过程中的误差,导致磁力线不可能完全平行于这一闭合回路,出现部分磁力线成一定角度穿过回路的现象,这引起了即使没有液体流动的情况下,传感器的电极上也会产生感应电动势,就形成了正交干扰的基本形式。
当磁力线圈中的电流发生变化时,由于传感器电极的作用,在磁场发生转变的过程中,两个电极所形成的闭合回路会产生相反的感应电压,当磁场再次发生变化时,传感器的电磁回路又会再次产生相反的感应电压。由于磁力线圈磁场的变化总是由一个穩定状态向另一个稳定状态进行转变,再由此状态转变为原状态,因此,所引起的电极反向感应电压也具有相似的特质,说明正交干扰的产生只与磁力线圈的磁场变化有关,与实际被测的液体流量无关。因此,磁力线圈的励磁频率是正交干扰强弱的主要影响因素。
1.2同相干扰
在电磁流量传感器中,部分主磁通会在流体内部形成正交干扰的闭合涡电流,由于交变电流的产生会导致出现交变磁场,而引起与之正交相连的二次磁通产生,同时因二次磁通的影响,又会引起与二次磁通正交相连的涡电流产生,这就是同向干扰产生的主要原因。
下式是由正交干扰公式经过微分得到的同向干扰公式,通过公示可知,同相干扰与流量信号相位相同,大小与流量无关,因此很难将同向干扰产生的信号与流量信号进行分离,只能通过减少磁路系统的励磁频率来降低同向干扰信号的影响。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式中:er为同相干扰电压;f为为励磁频率;ω和t为常量。
1.3串模干扰与共模干扰
串模干扰是在单端信号输入的同时,还有多种干扰信号与其叠加在一起成为前置放大器的输入信号。若干扰信号过大,容易导致放大器饱和而无法正常工作。当设备存在漏磁问题时,也会在周围形成很强的交变磁场,从而会引起串模干扰的形成。为了降低串模干扰产生的影响,现阶段的流量传感器通常将“零阻值”的被测流体作为转换放大器的接地端,而传感器的两个电极作为放大器的输入端,这就很好的抑制了幅度相等和极性相同的串模干扰。 共模干扰主要是由于静电干扰引起的,一般情况下,共模干扰不会直接影响测量的结果,但是若转换放大器的输入参数存在不对称问题时,共模干扰就会转变为串模干扰来影响最终的测量结果,将电解质与金属材料圈和电极进行屏蔽能够有效地降低共模干扰的影响。
1.4直流干扰
在被测液体与电极和接液部件接触过程中,电解质中的正负离子会分别作定向运动,这会使被测液体在电极和接液部件之间形成电位差,通常将这种现象称为极化现象。理论上来说,两电极A和B对接液部件的电位e1、e2大小相等、方向相反,此时两电极的电位差等于零。但是,若两电极的材质或表面状态存在差异,此时A、B电极之间的电位差就不为零,这就形成了极化电压,极化电压与共模状态的电压e3一起叠加在流量信号中,被输入转换器的差动放大器。当极化电压过大,则会对差动放大器的输入端造成较大影响,导致信号无法放大或流量信号的输出波动过大,从而降低了电磁流量计的测量精度。
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