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如何避免涡街流量计的信号干扰问题?

来源:创始人 最后更新:2021-12-28 09:46:02


涡街流量计主要用于大、中、小型管道的给排水、工业循环、污水处理、石油和化学试剂,以及压缩空气、饱和和过热蒸汽、天然气和各种介质的流量测量。在实际应用中,经常受到外界信号的干扰,影响流量计的正常测量。涡街流量计的干扰信号主要有电磁干扰和机械振动干扰。如何解决这两个抗干扰问题,是提高涡街流量计测量效果的关键。

目前市场上的涡街流量计多采用金属外壳。外壳的屏蔽作用可以防止电场和射频干扰。对于磁场干扰,可以通过内部优化磁性元件来进行电路设计。 PCB布线的合理解决随着电子技术的发展和制造工艺的改进,这不再是问题。因此,抗电磁干扰主要是抗地电流干扰。

涡街流量计的压电晶体安装在阻力流体的结构上。压电晶体的一端与外壳相连,因此信号前置放大器必须接地。涡街流量计的输出信号传送到二次流量计,信号放大所需的直流电源由二次流量计提供。压电晶体的地线和二次仪表的地线之间可能存在阶跃电压形成电流。当这个电流流过信号放大器的地线时,就会出现电压降。这个压降叠加在有效信号上,无法分离。这是地电流干扰。

地电流干扰的解决方法是减少或消除地电流。完整的解决方案是将直流电源与辅助仪表(如流量计)隔离。直流电源经变压器隔离后整流为直流电源涡街流量计。因此,二次仪表的地线与压电晶体的地线之间没有电气连接。同时,有效测量信号经过前置放大后转换为脉冲信号,通过脉冲变压器输出到二次仪表。从根本上消除地电流的影响是一种非常有效的抗干扰措施。但隔离变压器成本较高,体积大,制造工艺不易实现,大大降低了实用性。光电隔离限流抗干扰措施,有效降低对地电流的干扰。

机械振动对涡街流量计的干扰较为普遍,应从涡街流量计的基本原理出发,采取对策,抵抗机械振动的干扰。压电晶体涡街流量计的敏感元件,封装在钝体中的涡体中,发生在体内,或当流体流过流体的阻力时,流体的两端交替产生螺旋状的螺旋,波动的压力波动作用于压电体上的晶体,产生或测量与流速和涡流频率相对应的电压信号。触发信号经放大后处理成脉冲信号输出。同时,管道的机械振动也会在压电晶体上产生ACTS,产生与振动频率对应的信号,与有效的流量测量信号密不可分。只有当有效信号的幅度超过干扰信号的幅度时,才可以从阈值中取出有效信号。机械振动干扰信号的大振幅成为被测流量信号振幅的下限,即量程的下限。

为了使涡街流量计尽可能地测量低流量和低流量,必须提高信噪比(SNR),即尽可能提高有效流量信号的幅度。应减小机械振动干扰信号的幅度。通过改进密封液的结构和形状,传感器可以更好地接收涡流的脉动压力,增加有效信号的幅度。然而,更有效的方法是封装两个对应的压电晶体 

在涡流发生器的两侧,即使用差分压电传感器和差分放大电路。 由于机械振动,对两个压电晶体施加相同的力,在封闭液体的两侧交替产生液体涡流。 两个压电晶体相同的机械振动信号经过差分放大后相互抵消、相互切割,两个压电晶体相反的流动信号相加增强。 因此,大大减少了机械振动信号的干扰。


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