问世至今，其技能现已老练，在工业生产现场的许多地方都有着广泛的运用，因为电磁流量计的丈量进程不受被测介质温度、黏度、密度等要素影响, 具有丈量速度快、精度高、丈量口径宽、输出线性度好, 与被测介质不触摸, 耐腐蚀、抗磨损, 流体压力丢失小等长处, 因而广泛运用于造纸厂纸浆、助剂、水等流体的丈量。不过, 电磁流量计也有其缺乏, 传感器的输出感应电动势很小, 简单遭到外界电磁搅扰, 而现场状况又都是千差万别，无法做到每个丈量环境都能够到达规范要求，因而怎么进步电磁流量计的电磁兼容性, 使其能在恶劣的电磁环境正常运用是电磁流量计规划有必要考虑的问题。文中认为例, 结合笔者的工程实践, 介绍有关电磁流量计的运用并剖析其电磁兼容性(EMC)。介绍运用面板及智能终端进行电磁流量计参数设置和组态的办法, 以及进步电磁流量计的电磁兼容性技能。电磁流量计的搅扰源首要包含工频电磁搅扰、流体电化学搅扰噪声和电源搅扰噪声。现在电磁流量计首要选用低频或双频矩形波励磁技能、同步采样技能、输入维护、接地技能等来下降搅扰。实践运用标明, 这些技能有较好的抗搅扰作用。
HD-LDE电磁流量计的作业以电磁感应规律为根底, 即当一个导体在电磁场中运动, 而且运动方向垂直于电磁场时就会发生感应电动势, 所发生的感应电动势的方向垂直于导体运动和电磁场运动的方向, 感应电动势的巨细与导体的运动速度和磁场的磁感应强度成正比。当导电流体以均匀流速V(m/s)经过一根内径为D(m)的管子时, 若管子内存在一个磁感应强度为B(T)的磁场, 那么就可发生一个垂直于磁场方向和流体活动方向的电动势E:
Q成正比。电磁流量转换器把电动势E扩大并转换成规范的4 ～ 20 mA的信号或脉冲信号, 作为对应的流量信号输出。
(6)设定键这些键用来改动数据显现和设定数据的类型。数据显现类型共有3 种:流量数据显现方法、设定方法、报警显现方法。
流量数据显现方法标明的是瞬时流量值和累积流量值, ADMAGAE可显现12种类型的流量数据。进入流量显现方法用“d1”参数来改动显现项, 具体设定可参阅流量计用户手册。
设定方法用来检查参数内容和重写数据。只需按下“SET”键, 可将该方法从正常的操作方法中调出。
当报警发生时, 报警方法就会替代当时方法来显现发生报警的类型, 可是这种状况仅仅发生在当时流量显现方法或设定方法中参数号被改动时(当正在该部数据项时, 不显现报警)。
具有智能通讯功用的外表可与智能终端通讯。横河的智能终端有BT100、BT200 等类型, 简称BT智能终端, 它们选用BRAIN协议, 将1个±2 mA、2.4 kHz的调制信号迭加到4 ～ 20 mA的模拟信号上用作信号传输。因为调制信号是沟通讯号, 所以迭加不会影响模拟信号的数值。
智能终端与HD-LDE电磁流量计的衔接有两种办法:一是直接与流量计端盖下面的BT端子相连, 这种办法适用于现场调试或流量计不具备智能通讯功用的状况;二是与4 ～ 20 mA直流信号线衔接, BT智能终端能够衔接在从控制柜到流量计信号线的任何方位,最大间隔可达2 km, 只需确保整个回路的负载电阻在250 ～ 750 之间, 就能够可靠地通讯。这种办法操作者不必去现场, 在控制室就可对流量计进行设置和在线监测, 是运用最多的一种办法。BT智能终端选用菜单式操作, 能够随时显现和修正电磁流量计的各种参数, 其根本的操作有流量计自检、量程调整、显现办法设置、报警设置等。
电磁流量计是依据与流体流速相对应的细小电动势核算出体积流量并输出4 ～ 20 mA的信号。为确保取得正确的信号, 有必要设定通径、流量量程和外表系数3个参数, 这3个参数中, 通径和外表系数早在外表出厂前就设定好的, 因而用户不能设定这两个参数。用户也能够在外表出厂前将流量量程设定好, 这种设定只要在用户要求改动量程时才可进行从头设定。
HD-LDE电磁流量计的作业以电磁感应规律为根底, 发生的正比于被测流量的感应电动势一般很小, 极易遭到外界电磁搅扰, 而它本身发生的电磁搅扰很小,因而电磁流量计的电磁兼容性首要体现在它怎么在恶劣的电磁环境下正常作业。在恶劣的电磁环境下, 电磁耦合静电感应是电磁流量计搅扰噪声的首要来历;被测流体介质特性发生的电化学搅扰噪声是电磁流量计搅扰噪声的第二来历;电磁流量计供电电源的电压和频率动摇等电源搅扰噪声是电磁流量计搅扰噪声的第三来历。为满意外表的EMC要求, 智能电磁流量计别离选用硬件和软件抗搅扰技能[ 1] , 以进步电磁流量计抗搅扰才能。
工频搅扰噪声首先是由电磁流量计励磁绕组和流体、电极、扩大器输入回路的电磁耦合构成, 其二是电磁流量计作业现场的工频共模搅扰, 其三是供电电源引进的工频串模搅扰等, 其发生的物理机理均是电磁感应原理。
HD-LDE电磁流量计励磁绕组和流体、电极、扩大器输入回路的电磁耦合发生的工频搅扰对电磁流量计作业影响最大, 而且在不同的励磁技能下其体现的形状、特性不同, 因而采纳抗搅扰办法也不同。在工频正弦波励磁磁场下, 此种电磁耦合工频搅扰噪声体现方法为正交搅扰, 又称为变压器电势, 特色是搅扰噪声幅值和工频正弦波励磁频率成正比, 相位滞后流量信号电势90°, 且幅值较流量信号电势大几个数量级[ 2] 。直流励磁、低频矩形波励磁及双频矩形波励磁技能, 能够根本消除正交搅扰的影响。工频共模搅扰和工频串模搅扰这两种常见的搅扰, 首要是因为电磁屏蔽缺陷, 分布电容耦合, 电磁流量计接地不良等原因而发生, 电磁流量计选用输入维护技能、高输入阻抗、高共模按捺比自举前置扩大器技能以及重复接地技能等进步抗工频搅扰的才能。ADMAGAE系列电磁流量计配有接地环, 其作用是经过与液体触摸, 树立液体接地, 确保基准电位与被测液体相同, 而且维护流量计内衬。
(1)电化学极化电势搅扰是因为电极感生电动势在南北极极性不同而导致电解质在电极外表极化发生。尽管选用正负交变励磁磁场能明显削弱极化电势的数量级, 但不能从根本上彻底消除极化电势搅扰。
(2)泥浆搅扰是在丈量液固两相导电性流体流量时, 固体颗粒或许气泡擦过电极外表时, 电极外表的触摸电化学电势忽然改变, 电磁流量传感器输出信号呈现尖峰脉冲状搅扰噪声。
(3)流体活动噪声是在丈量低导率液体(100μS/cm以下)流量时, 电极的电化学电势守时动摇,发生随流量添加而频率添加的随机搅扰噪声, 具有相似泥浆搅扰的1 /f频谱特性。
HD-LDE电磁流量计在进步抗电化学搅扰才能方面采纳的办法首要是低频矩形波励磁和双频励磁技能。低频矩形波励磁既具有直流励磁技能不发生涡流效应、变压器效应(正交搅扰)的特色, 又具有工频正弦波励磁根本不发生极化效应, 便于扩大信号处理,而能防止直流扩大器零点漂移、噪声、安稳性等问题的发生, 有较好的抗搅扰功能。
低频矩形波励磁尽管具有优秀的零点安稳性,但在丈量泥浆、纸浆等含纤维和固体颗粒的液固两相导电性流体流量时无法战胜泥浆搅扰和流体噪声搅扰。研讨剖析标明, 泥浆搅扰和活动噪声具有1 /f的频谱特征。低频时幅值大, 高频时幅值小, 假如选用较高频率的低频矩形波励磁则能大大下降泥浆搅扰的数量级。因而进步励磁频率有助于下降泥浆搅扰和活动噪声, 进步传感器输出信号的信噪比。
综上所述, 要确保HD-LDE电磁流量计的零点安稳性, 最好选用低频矩形波励磁;为了能较精确地丈量液固两相导电性流体和低导电率流体的流量, 又有必要选用较高频率的矩形波励磁。选用图1所示的双频矩形波励磁的办法是最佳计划。
在电磁流量计丈量管内构成含有两个频率重量的电磁场:高频励磁重量不受液体搅扰的影响, 而低频励磁重量则有着极好的零点安稳性, 依据高、低频守时检测到的各重量信号经过核算, 便可得到流量信号。
一个由高低频重量迭加而成的电磁场经过励磁线圈被施加到被测液体中, 励磁波形是在一个低频矩形波上迭加一个高于市电频率的矩形波而得到的波形。在发生的电动势中, 低频重量经过一个大时刻常数的积分电路取得一个零点安稳性好的平稳流量信号。而由浆液或低电导率流体发生的低频噪声可被不受噪声影响的高频采样电路所按捺, 有着相一起刻常数的流量信号经过一个差分电路以确认流速信号的改变, 把这两种不同频率采样所得的信号结合起来可取得一个安稳流速信号, 该信号不受噪声搅扰, 且有较高的零点安稳性。
HD-LDE电磁流量计一般都选用工频沟通电源供电, 其电源电压的幅值和频率的改变都会给电磁流量计带来电源性搅扰噪声。对电源电压的幅值改变, 因选用多级集成稳压, 一般来说电源电压的幅值改变对电磁流量的丈量精度影响不大。当电源电压的频率动摇时, 尽管其动摇规模有限, 但对电磁流量计丈量精度影响较大。为了处理工频搅扰问题, 完成对流体流速感应电势eab信号的精确丈量, 需运用以下根本联系:①励磁周期为工频周期的整数倍, 即励磁频率为50/nHz(n为偶数);②正负励磁下的同相位采样。图2是对应低频矩形波励磁方法下的典型电势信号方法, 按上述联系在一个励磁周期下, 若假定t1 和t2 点为工频搅扰的等效搅扰点, 且采样宽度T=T1 =T2 , 则eab的根本算式[ 3] 为:
式(4)从理论上阐明电磁流量计的工频搅扰有可战胜的途径, 即同步采样技能, 其办法是以同相位(t1=t2 )、同宽度采样(T1 =T2 =T)为条件的, 采样频率要选为工频周期的整数倍。这样即便混有搅扰信号, 因其采样时刻为完好的工频周期, 其均匀值也为零, 搅扰电压不起作用。
(3)工艺要求的最大、最小和常用流量工艺管道的公称通径, 决议介质的流速是否处在较经济的流速点上, 管道是否需求变径, 最终确认流量计的口径;
这种HD-LDE电磁流量计数量很少, 只用于丈量液态金属流量, 如常温下的汞和高温下的液态钠、钾等。
较前期的电磁流量计用50 Hz工频市电励磁,因为易受电磁搅扰和零点漂移等原因, 现已逐步被低频矩形励磁所替代。但在丈量泥浆、矿浆等液固两相流时, 低频矩形波励磁办法不能战胜固体擦过电极外表发生的尖峰噪声, 而工频沟通励磁的外表则不存在这一缺陷, 所以国内外尚有一些电磁流量计仍选用沟通工频励磁办法。
因为低频矩形波励磁办法功耗小, 零点安稳性好, 所以它是现在电磁流量计的首要励磁办法。其波形有“正-负”二值和“正-零-负-零”三值两种。有的电磁流量计励磁频率能够由用户设定, 一般小口径外表用较高频率, 大口径外表用较低频率。
(4)双频励磁型励磁电流的波形是在低频矩形波上叠加高频矩形波, 首要为战胜二值矩形波励磁存在的浆液噪声和活动噪声, 进步外表的安稳性和呼应特性, 因而广泛用于制浆造纸及污水处理等职业。
经过上面剖析可知, 电磁流量计具有丈量精度高、速度快、运用方便, 丈量规模广、口径宽等许多长处, 但一起也存在着丈量输出信号易受工频电磁搅扰, 流体电化学噪声及电源频率改变影响的缺陷。不同励磁办法的电磁流量计具有不同的抗搅扰技能和运用规模。正确了解各种励磁技能的特色和不同电磁流量计的技能原理是正确运用电磁流量计的条件。回来搜狐，检查更多
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