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如何避免渦街流量計的信號干擾問題?

來源:創始人 最后更新:2021-12-28 09:46:02


渦街流量計主要用于大、中、小型管道的給排水、工業循環、污水處理、石油和化學試劑,以及壓縮空氣、飽和和過熱蒸汽、天然氣和各種介質的流量測量。在實際應用中,經常受到外界信號的干擾,影響流量計的正常測量。渦街流量計的干擾信號主要有電磁干擾和機械振動干擾。如何解決這兩個抗干擾問題,是提高渦街流量計測量效果的關鍵。

目前市場上的渦街流量計多采用金屬外殼。外殼的屏蔽作用可以防止電場和射頻干擾。對于磁場干擾,可以通過內部優化磁性元件來進行電路設計。 PCB布線的合理解決隨著電子技術的發展和制造工藝的改進,這不再是問題。因此,抗電磁干擾主要是抗地電流干擾。

渦街流量計的壓電晶體安裝在阻力流體的結構上。壓電晶體的一端與外殼相連,因此信號前置放大器必須接地。渦街流量計的輸出信號傳送到二次流量計,信號放大所需的直流電源由二次流量計提供。壓電晶體的地線和二次儀表的地線之間可能存在階躍電壓形成電流。當這個電流流過信號放大器的地線時,就會出現電壓降。這個壓降疊加在有效信號上,無法分離。這是地電流干擾。

地電流干擾的解決方法是減少或消除地電流。完整的解決方案是將直流電源與輔助儀表(如流量計)隔離。直流電源經變壓器隔離后整流為直流電源渦街流量計。因此,二次儀表的地線與壓電晶體的地線之間沒有電氣連接。同時,有效測量信號經過前置放大后轉換為脈沖信號,通過脈沖變壓器輸出到二次儀表。從根本上消除地電流的影響是一種非常有效的抗干擾措施。但隔離變壓器成本較高,體積大,制造工藝不易實現,大大降低了實用性。光電隔離限流抗干擾措施,有效降低對地電流的干擾。

機械振動對渦街流量計的干擾較為普遍,應從渦街流量計的基本原理出發,采取對策,抵抗機械振動的干擾。壓電晶體渦街流量計的敏感元件,封裝在鈍體中的渦體中,發生在體內,或當流體流過流體的阻力時,流體的兩端交替產生螺旋狀的螺旋,波動的壓力波動作用于壓電體上的晶體,產生或測量與流速和渦流頻率相對應的電壓信號。觸發信號經放大后處理成脈沖信號輸出。同時,管道的機械振動也會在壓電晶體上產生ACTS,產生與振動頻率對應的信號,與有效的流量測量信號密不可分。只有當有效信號的幅度超過干擾信號的幅度時,才可以從閾值中取出有效信號。機械振動干擾信號的大振幅成為被測流量信號振幅的下限,即量程的下限。

為了使渦街流量計盡可能地測量低流量和低流量,必須提高信噪比(SNR),即盡可能提高有效流量信號的幅度。應減小機械振動干擾信號的幅度。通過改進密封液的結構和形狀,傳感器可以更好地接收渦流的脈動壓力,增加有效信號的幅度。然而,更有效的方法是封裝兩個對應的壓電晶體 

在渦流發生器的兩側,即使用差分壓電傳感器和差分放大電路。 由于機械振動,對兩個壓電晶體施加相同的力,在封閉液體的兩側交替產生液體渦流。 兩個壓電晶體相同的機械振動信號經過差分放大后相互抵消、相互切割,兩個壓電晶體相反的流動信號相加增強。 因此,大大減少了機械振動信號的干擾。


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