電磁流量計是基于法拉第電磁感應(yīng)定律,它產(chǎn)生的原始信號非常微弱,不足毫伏。如果流量計附近有強(qiáng)電磁場輻射,如電動機(jī)、變壓器、變頻器等一些容易引致電磁干擾的設(shè)備,將會影響測量的精確度,甚至使流量計無法正常工作。因此如何做好信號干擾就顯得尤為重要。
1、微分干擾和工頻干擾的消除:
信號中往往同時存在微分干擾和工頻干擾信號,在信號處理電路中的低通濾波往往很難將工頻干擾完全濾出。本公司采用同步采樣和工頻補(bǔ)償技術(shù),以抑制流量信號電勢中混入工頻干擾和工頻電源頻率波動產(chǎn)生工頻干擾,并有效除微分干擾。同步采樣技術(shù),采樣開始時間滯后激磁信號1/4個周期,其采用脈寬為工頻周期的偶數(shù)倍,消除微分干擾的同時使流量信號電勢中工頻干擾平均值等于零,以消除工頻干擾的影響;工頻電源的頻率波動補(bǔ)償是保證頻率的動態(tài)波動中,激磁電源和采樣脈沖得以同步調(diào)整,真正實現(xiàn)同步采樣技術(shù)和同步激磁技術(shù),同步A/D轉(zhuǎn)換,降低了微分干擾和工頻干擾的影響。
2、零點(diǎn)漂移消除:
所謂零點(diǎn)漂移,就是當(dāng)傳感器的輸入信號為零時,放大器的輸出并不是零。零點(diǎn)漂移的信號會在各級放大的電路間傳遞,經(jīng)過多級放大后,在輸出端成為較大的信號,由于傳感器輸出的有用信號較弱,零點(diǎn)漂移就可能將有用信號淹沒,使電路無法正常工作。因此為了抑制零點(diǎn)漂移,采用三運(yùn)放的差動電路輸入,實現(xiàn)對大內(nèi)阻的微弱信號采集,以抑制共模信號的引入。一級放大電路之后采用隔直電容,濾除基線零點(diǎn)漂移,防止直流信號過大,超出A/D轉(zhuǎn)換的輸入范圍。
3、去除干擾的其他措施:
對于由電磁流量計傳感器的“變壓器效應(yīng)”所產(chǎn)生的正交干擾,采用“變送器調(diào)零法”來消除。
軟件設(shè)計方面,采用數(shù)字濾波技術(shù)與掉電保護(hù)技術(shù),軟件指令冗余措施,可有效提高輸入微處理器數(shù)字的可靠性。
電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計中,測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法 拉第試驗中的導(dǎo)電金屬桿,上下兩端的兩個電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。
當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時,則會產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠,特氟隆等)實現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。
測量原理
根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場中,垂直于磁場方向放一個內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道;
當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速v流動時,導(dǎo)電流體就切割磁力線.如果在管道截面上垂直于磁場的直徑兩端安裝一對電極則可以證明,只要管道內(nèi)流速分布為軸對稱分布,兩電極之間產(chǎn)生感生電動勢:
e=KBDv (3-36)
式中,v為管道截面上的平均流速,k為儀表常數(shù)。由此可得管道的體積流量為:
qv= πeD/4KB (3-37)
由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動勢e和測量管內(nèi)徑D成線性關(guān)系,與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B成反比,與其它物理參數(shù)無關(guān).這就是電磁流量計的測量原理。
需要說明的是,要使式(3—37)嚴(yán)格成立,必須使電磁流量計測量條件滿足下列假定:
①磁場是均勻分布的恒定磁場;
②被測流體的流速軸對稱分布;
③被測液體是非磁性的;
④被測液體的電導(dǎo)率均勻且各向同性。
電磁流量計在使用一段時間以后,會發(fā)現(xiàn)測量數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確。其實這不是電磁流量計本身存在的質(zhì)量問題。而是因為使用者沒有按照說明書中的方法去對流量計進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)。
一、零點(diǎn)檢查和調(diào)整:
智能電磁流量計投入運(yùn)行前,通電后必須在電磁流量傳感器充滿液體靜止?fàn)顟B(tài)下調(diào)整零點(diǎn)。投入運(yùn)行后亦要針對使用條件定期停流作零點(diǎn)檢查;尤其對沉淀、易污染電極,含有固相的非清潔液,在運(yùn)行初期應(yīng)多作檢查,以獲得經(jīng)驗確定正常檢查周期。交流激磁方式的電磁流量計與矩形波激比,更易產(chǎn)生零點(diǎn)漂移,因此更要注意檢查和調(diào)整。
二、定期檢查傳感器的電性能:
先粗略地測量電極間電阻。斷開傳感器與轉(zhuǎn)換器間信號連線,傳感器內(nèi)充滿液體,用萬用表測量兩電極與接地端的電阻值,是否在制造廠規(guī)定值范圍內(nèi),且所測得兩值大體相同。記錄下首次測量的電阻值,此值對以后判斷傳感器故障原因(如沉積層是導(dǎo)電的還是絕緣的)是有用的。
其次,將傳感器放空液體,擦凈內(nèi)壁,待完全干燥后用兆歐計測量兩電極和接地端子間的電阻。