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蒸汽流量计如何抗干扰

来源:江苏恒辉仪表有限公司 发布日期:2022-06-17 07:40:14
蒸汽流量计的干扰信号主要有电磁干扰和机械振动干扰两种,如何解决这两种抗干扰问题就成为改进蒸汽流量计的关键。蒸汽流量计通常采用金属外壳,外壳的屏蔽效应可以防止电场和射频干扰;对于磁场的干扰,可以在内部电路设计中通过优选非磁性元件、印刷电路板合理布线等办法解决,随着电子技术的发展和制造工艺的完善也不成问题。因此抗电磁干扰主要是抗地线电流干扰。  
蒸汽流量计的压电晶体装在阻流体结构上,压电晶体的一端接外壳,故信号前置放大器必然接地。蒸汽流量计的输出信号送到二次仪表,而信号放大所需的直流电源又由二次仪表提供。压电晶体的地线与二次仪表的地线之间*可能存在跨步电压形成电流。这个电流在信号放大器的地线中流过就会有压降,这个压降与有效信号迭加在一起,无法分离,就是地线电流干扰。  
地线电流干扰的解决措施是减小或消除了地线电流,彻底的办法是把二次仪表来的直流电源隔离。即将直流电源经变压器隔离后再整流成直流供给蒸汽流量计,使二次仪表的地线与压电晶体的地线之间无任何电气连接。同时有效测量信号经前置放大后变成脉冲信号,经脉冲变压器输出至二次仪表,根本上消除地线电流的影响,是一种*其有效的抗干扰措施。然而变压器隔离的办法成本相对较高,体积又大,制造工艺上不容易实现,大大降低了实用性。光隔离限流抗干扰措施,能有效减少地线电流的干扰。
机械振动对蒸汽流量计的干扰更为普遍,抗机械振动干扰的措施还要从蒸汽流量计的基本原理人手。蒸汽流量计的敏感元件即压电晶体,封装在阻流体或称旋涡发生体内,流体流经阻流体时,阻流体两侧交替产生旋涡,旋涡的脉动压力作用于压电晶体,使其产生与旋涡频率或测量流量对应的信号电压,经放大、触发等信号处理后转换成脉冲信号输出。同时,管道的机械振动也同样作用于压电晶体,使其产生对应于振动频率的信号,这个振动干扰信号与流量测量有效信号无法分开。只有当有效信号幅值超过干扰信号幅值时,才能由门限取出有效信号。机械振动干扰信号的大幅值就成为被测流量的信号幅值下限,即量程下限。  
为了使蒸汽流量计尽可能测量低流速、小流量,必须提高信噪比,即尽量提高有效流量信号的幅值而降低机械振动干扰信号的幅值。改进阻流体的结构形状,使传感器能更好地接收旋涡的脉动压力,可使有效信号幅值提高。但更有效的办法是在旋涡发生体的两侧封装对应的两块压电晶体,即采用差动压电传感器和差动放大电路。由于机械振动对2块压电晶体的作用力是一致的,而流体旋涡在阻流体两侧是交替产生的,通过差动放大后,2块压电晶体相同的机械振动信号相互抵消削减,2块压电晶体相反的流量信号相加后增强。于是,大大降低了机械振动信号的干扰

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