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1. 工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的特點(diǎn)
(1) 現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的普遍性
工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)電力線敷設(shè)密集, 大功率電力設(shè)備安裝集中, 各種交直流電力設(shè)備啟動(dòng)、停機(jī)頻繁,可控硅裝置和高頻設(shè)備運(yùn)行都不斷產(chǎn)生強(qiáng)大的電磁場(chǎng)和反電動(dòng)勢(shì), 引起電網(wǎng)電壓波動(dòng)和波形畸變,i繼電器、接觸器觸點(diǎn)動(dòng)作產(chǎn)生電弧或高頻電磁輻
射等等, 都將成為危害儀表的干擾信號(hào), 壓縮空氣流量計(jì)的工作現(xiàn)場(chǎng)無處不存在電磁干擾。
(2) 現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的復(fù)雜性
無論哪種檢測(cè)方式的壓縮空氣流量計(jì), 其傳感器輸出信號(hào)都是極弱的。
有的是毫伏級(jí)甚至微伏級(jí)電壓信號(hào), 有的是微安甚至微微安級(jí)的電流信號(hào),還有的是微微庫侖級(jí)電荷信號(hào)。
這些微弱信號(hào)有的還需用較長(zhǎng)的傳輸線送至儀表的前置放大器。
在信號(hào)的傳輸中電磁干擾會(huì)直接侵人, 或通過分布電容禍合到儀表輸入端。另一方面為使微弱信號(hào)有效放大, 往往還需采用特殊的措施如高阻抗放大器、寬頻帶放大器、高增益放大器等。
這又給于擾的侵人以可乘之機(jī), 也就增加了消除干擾的復(fù)雜性。
(3) 現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾的隨機(jī)性
現(xiàn)場(chǎng)電堿于擾的隨機(jī)性主要表現(xiàn)在時(shí)間上的隨機(jī)性和于擾的極性或相位的隨機(jī)性, 這種隨機(jī)于擾使儀表的正常工作受到影川嘰
2.電磁干擾的種類
電磁干擾主要有三類:
(1) 高頻電磁輻射干擾;
(2) 交直流電源干擾;
(3) 低頻電磁十?dāng)_。
這三種電磁干擾中, 高頻電磁輻射干擾大多通過空間電磁場(chǎng)作用到儀表。因頻率牧高, 且與渦街信號(hào)的頻帶( 一般為幾赫芝y到幾十赫芝) 相差較遠(yuǎn), 可以通過金屬叻護(hù)罩屏蔽和低通濾波的方法加以了消除。
來自電網(wǎng)的交流或直流電源干擾, 通過電源隔離、穩(wěn)壓、去耦合濾波等環(huán)節(jié)也可得到克服。
對(duì)壓縮空氣流量計(jì)來說, 低頻電磁干擾(如50Hz干擾)是主要干擾。這種干擾與儀表信號(hào)的敷設(shè)、儀表安裝位置、安裝方式、工作環(huán)境、接地方式、接地點(diǎn)位置、屏蔽情況及放大器的輸入阻抗、增益、帶寬等諸多因素都有關(guān)。而且這種低頻干擾的頻率又處于渦街信號(hào)的頻帶之內(nèi), 所以泊除低頻電磁干擾是渦街流量現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的一個(gè)重要問題。
3.交流干擾摘號(hào)的權(quán)合
儀表現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí), 為了走線規(guī)范, 往往通過引線管, 這就可能使50Hz電源線和信號(hào)線混在一起平行走線, 給50Hz干擾信號(hào)的藕合提供了條件,如圖1 所示, 分布電容Cfb 藕合引起的干擾電壓ug為:
由式(1)可知, 信號(hào)線與交流電源線相距越近,分布電容Cfb越大, 干擾電壓ug也越大; 儀表前置放大器輸入阻抗Rr越高, 干擾電壓ug也越大。
設(shè)Rr=100KΩ, Cfb=300pF,, 由式(1)可以算出干擾電壓ug=2.03V。這個(gè)值與微弱的旋渦信號(hào)相比確實(shí)是很可觀的干擾。應(yīng)力-壓電式壓縮空氣流量計(jì)、壓電敏感元件、電荷放大器都系高阻抗器件,所以消除50Hz低頻干擾是很突出的問題。
4.儀表現(xiàn)場(chǎng)線路的敷設(shè)與接地點(diǎn)選擇
儀表現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí), 合理選擇線路敷設(shè)方式和接地點(diǎn)是減小電磁干擾的有效措施。
(1) 合理敷設(shè)線路
儀表線路的敷設(shè)要注意以下幾點(diǎn):
① 輸入信號(hào)線與輸出信號(hào)線、電耀戈之間隔離,可減少輸出信號(hào)的正反饋通路, 從而減小干擾信號(hào)浸入;
② 輸入信號(hào)線采用屏蔽線;
③ 信號(hào)線穩(wěn)妥固定, 減小抖動(dòng), 可避免引起靜電十?dāng)_;
④ 信號(hào)線遠(yuǎn)離動(dòng)力源和熱源;
⑤ 信號(hào)線和變送器輸人端子保持十燥、清潔。
(2) 信號(hào)線接地點(diǎn)的選擇
如圖2 所示, 旋渦感測(cè)器通過信號(hào)線1 和2接到放大器輸入端。
感測(cè)器位于B 處, 放大器位十A 處。兩信號(hào)線電阻分別為Rr1、Rr2 。感測(cè)器可用信號(hào)源ur和內(nèi)阻R1來等效,Rr為感測(cè)器對(duì)地倒漏電阻。ug 和Rg為A、B兩地間地電位(即干擾電壓) 和地電阻。
① 接地點(diǎn)選在感測(cè)器側(cè)(B 點(diǎn))
如圖2 虛線所示(這時(shí)Rs=0) 則放大器輸入干擾電壓ugsr為:
由式(3) 可看出放大器輸入干擾的大小與輸入阻抗的關(guān)系和式( 1) 相同。
② 在放大器側(cè)(A點(diǎn)) 接地
這時(shí)放大器輸人干擾電壓Ugsr為:
當(dāng)感測(cè)器對(duì)地絕緣, 即Rs一0, 則干擾電壓usr—0, 此時(shí)即使放大器輸人阻抗Rsr較高, 干擾電壓Ugsr也較小。
由上述兩種情況可看出, 要減小放大器輸入于擾, 信號(hào)線接地點(diǎn)應(yīng)選在放大器輸入側(cè), 而感測(cè)器對(duì)地應(yīng)有良好的絕緣。
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