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压缩空气流量计工业现场的电磁干扰及其对策
点击次数:444 发布时间:2015-01-12

1. 工业现场电磁干扰的特点
(1) 现场电磁干扰的普遍性
工业现场电力线敷设密集, 大功率电力设备安装集中, 各种交直流电力设备启动、停机频繁,可控硅装置和高频设备运行都不断产生强大的电磁场和反电动势, 引起电网电压波动和波形畸变,i继电器、接触器触点动作产生电弧或高频电磁辐
射等等, 都将成为危害仪表的干扰信号, 压缩空气流量计的工作现场无处不存在电磁干扰。
(2) 现场电磁干扰的复杂性
无论哪种检测方式的压缩空气流量计, 其传感器输出信号都是极弱的。
有的是毫伏级甚至微伏级电压信号, 有的是微安甚至微微安级的电流信号,还有的是微微库仑级电荷信号。
这些微弱信号有的还需用较长的传输线送至仪表的前置放大器。
在信号的传输中电磁干扰会直接侵人, 或通过分布电容祸合到仪表输入端。另一方面为使微弱信号有效放大, 往往还需采用特殊的措施如高阻抗放大器、宽频带放大器、高增益放大器等。
这又给于扰的侵人以可乘之机, 也就增加了消除干扰的复杂性。
(3) 现场电磁干扰的随机性
现场电碱于扰的随机性主要表现在时间上的随机性和于扰的极性或相位的随机性, 这种随机于扰使仪表的正常工作受到影川叽
2.电磁干扰的种类
电磁干扰主要有三类:
(1) 高频电磁辐射干扰;
(2) 交直流电源干扰;
(3) 低频电磁十扰。
  这三种电磁干扰中, 高频电磁辐射干扰大多通过空间电磁场作用到仪表。因频率牧高, 且与涡街信号的频带( 一般为几赫芝y到几十赫芝) 相差较远, 可以通过金属叻护罩屏蔽和低通滤波的方法加以了消除。
  来自电网的交流或直流电源干扰, 通过电源隔离、稳压、去耦合滤波等环节也可得到克服。
  对压缩空气流量计来说, 低频电磁干扰(如50Hz干扰)是主要干扰。这种干扰与仪表信号的敷设、仪表安装位置、安装方式、工作环境、接地方式、接地点位置、屏蔽情况及放大器的输入阻抗、增益、带宽等诸多因素都有关。而且这种低频干扰的频率又处于涡街信号的频带之内, 所以泊除低频电磁干扰是涡街流量现场应用的一个重要问题。
3.交流干扰摘号的权合
  仪表现场安装时, 为了走线规范, 往往通过引线管, 这就可能使50Hz电源线和信号线混在一起平行走线, 给50Hz干扰信号的藕合提供了条件,如图1 所示, 分布电容Cfb 藕合引起的干扰电压ug为:

由式(1)可知, 信号线与交流电源线相距越近,分布电容Cfb越大, 干扰电压ug也越大; 仪表前置放大器输入阻抗Rr越高, 干扰电压ug也越大。
设Rr=100KΩ, Cfb=300pF,, 由式(1)可以算出干扰电压ug=2.03V。这个值与微弱的旋涡信号相比确实是很可观的干扰。应力-压电式压缩空气流量计、压电敏感元件、电荷放大器都系高阻抗器件,所以消除50Hz低频干扰是很突出的问题。
4.仪表现场线路的敷设与接地点选择
仪表现场安装时, 合理选择线路敷设方式和接地点是减小电磁干扰的有效措施。
(1) 合理敷设线路
仪表线路的敷设要注意以下几点:
① 输入信号线与输出信号线、电耀戈之间隔离,可减少输出信号的正反馈通路, 从而减小干扰信号浸入;
② 输入信号线采用屏蔽线;
③ 信号线稳妥固定, 减小抖动, 可避免引起静电十扰;
④ 信号线远离动力源和热源;
⑤ 信号线和变送器输人端子保持十燥、清洁。
(2) 信号线接地点的选择
如图2 所示, 旋涡感测器通过信号线1 和2接到放大器输入端。
感测器位于B 处, 放大器位十A 处。两信号线电阻分别为Rr1、Rr2 。感测器可用信号源ur和内阻R1来等效,Rr为感测器对地倒漏电阻。ug 和Rg为A、B两地间地电位(即干扰电压) 和地电阻。

① 接地点选在感测器侧(B 点)
如图2 虚线所示(这时Rs=0) 则放大器输入干扰电压ugsr为:

由式(3) 可看出放大器输入干扰的大小与输入阻抗的关系和式( 1) 相同。
② 在放大器侧(A点) 接地
这时放大器输人干扰电压Ugsr为:

当感测器对地绝缘, 即Rs一0, 则干扰电压usr—0, 此时即使放大器输人阻抗Rsr较高, 干扰电压Ugsr也较小。
由上述两种情况可看出, 要减小放大器输入于扰, 信号线接地点应选在放大器输入侧, 而感测器对地应有良好的绝缘。

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