電磁流量計干擾噪聲的特性及解決方案

為了討論電磁流量計的抗干擾技術，必須首先分析和研究電磁流量計干擾噪聲產生的物理機理和特性，并根據各種干擾噪聲的特點采取相應的抗干擾對策，以提高電磁流量計的抗干擾能力。 電磁流量計是一種基于導電流體在磁場中運動產生的感應電勢來計算流體流量的測量儀器。其基本工作原理是電磁感應定律。因此，電磁耦合靜電感應是電磁流量計干擾噪聲的主要來源；測量流體介質特性產生的電化學干擾噪聲是電磁流量計干擾噪聲的第二個來源；電磁流量計電源的電壓和頻率波動是電磁流量計干擾噪聲的第三個來源。上述三種干擾噪聲的來源。機制。不同的特性。對電磁流量計的影響不同，相應的抗干擾措施也不同。結合雙頻矩形波勵磁智能電磁流量計的研究，重點討論了智能電磁流量計的抗干擾技術，并提出了一些抗干擾對策，供智能儀器研究設計參考。 1.工頻干擾噪聲。 工頻干擾噪聲由電磁流量傳感器勵磁繞組和流體產生。電極。放大器輸入電路的電磁耦合，電磁流量計工作現場的工頻共模干擾，電源引入的工頻串模干擾，其物理機制為電磁感應原理。首先，電磁流量傳感器勵磁繞組和流體。電極。放大器輸入電路的電磁耦合產生的工頻干擾對電磁流量計的工作有很大的影響，在不同的勵磁技術下具有不同的形式和特性，因此采取不同的抗干擾措施。 2.流體介質特性產生的電化學干擾噪聲。 電化學極化電位干擾是由于電極感應電位在兩極極性上的不同，導致電解質在電極表面極化。雖然正負交變勵磁場可以顯著削弱極化電位的數量級，但極化電位干擾不能完全消除。其特點是流體介質的性質。電極材料的性質。電極的形狀、變化緩慢、數量級小，因此選擇合適的電極材料（如碳化鎢），設計*電極形狀的尺寸是減少極化電位的有效方法之一；正負交變矩形波勵磁技術與微處理器同步寬脈沖采樣技術相結合，消除流量信號電位中的極化電位干擾。 泥漿干擾是指當測量泥漿、纖維漿等液固兩相導電流體流量時，當固體顆?；驓馀莶潦秒姌O表面時，電極表面的接觸電化學電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出信號出現尖峰脈沖干擾噪聲。當勵磁頻率較低時，泥漿干擾的數量級較大，高頻干擾的數量級較小，具有1/f的頻譜特性。為了提高電磁流量傳感器輸出的信噪比，必須采用高頻矩形波勵磁來提高抗泥漿干擾能力，但會犧牲電磁流量計的零點穩定性。此外，還可以采用流量信號變化率限制來消除脈沖干擾對電磁流量計的影響，但會犧牲儀器的響應速度。 流體流動噪聲是測量低導率液體(100vs/cm以下)流體流量時，電極的電化學電勢定期波動，產生隨流量增加頻率增加的隨機干擾噪聲，具有類似泥漿干擾的1/f頻譜特性。因此，提高勵磁頻率有助于降低流體流動噪聲的數量級，從而提高電磁流量傳感器測量低導電流體流量的信噪比。 3.電源干擾。 電磁流量計一般采用工頻交流電源供電，電源電壓的振幅和頻率的變化會給電磁流量計帶來電源干擾噪聲。由于采用多級集成穩壓，電源電壓的振幅變化一般對電磁流量的測量精度影響不大。當電源電壓的頻率波動時，雖然波動范圍有限，但對電磁流量計的測量精度影響較大。寬脈沖采樣技術用于智能矩形波勵磁電磁流量計，其脈沖寬度是工頻周期的整數倍，與工頻周期同步，以完全消除工頻干擾，但前提是工頻噪聲干擾基本不變。當電源頻率波動時，流量信號采樣前后工頻噪聲不能完全相同，盡管采用同步勵磁技術。同步采樣技術仍不能完全消除工頻干擾噪聲，必須采用相應的頻率補償技術，使勵磁電流、采樣脈沖、A/D轉換同步于頻率變化。