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蒸汽流量计电磁与机械振动干扰解决方案
发布时间:2017-12-29   点击次数:503次
   在众多的流量检测解决方案中,蒸汽流量计由于测量精度高,压力损失小,安装方便,不受被测介质物理性质的影响,信号便于远传等特点,应用技术日趋完善,尤其在大管径和水、油等液体介质的流量测量方面应用更加广泛。蒸汽流量计在使用当中也是会受到一定的干扰问题的,那么我们对于蒸汽流量计的抗干扰技术都了解过吗?下面小编就来为大家具体介绍一下吧。

蒸汽流量计

  在蒸汽流量计中,干扰信号的大小就决定了蒸汽流量计量程的下限。如果要扩展蒸汽流量计的量程测量下限就必须要降低测量干扰信号。下面介绍一下蒸汽流量计的抗干扰技术:
  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方式,如何解决抗干扰信号是改进蒸汽流量计的关键问题。通常情况下,蒸汽流量计是采用金属外壳的,外壳具有很好的屏蔽作用,可以有效的防止电场以及射频的干扰。对于磁场的干扰,可以在测量仪器的内部电路设计中通过更换非磁性元件和印刷电路板合理布线等方法来解决。但是随着电子技术的发展和完善,抗电磁干扰主要是抗地线电流干扰。
  地线电流干扰的解决措施是减小或消除了地线电流,zui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,是一种极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zui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。
  电磁干扰和机械振动干扰是蒸汽流量计的重要干扰因素,限制了量程下降,影响蒸汽流量计在低流速、小流量测量中的使用。通过在电路上设计采用光隔离限流抗干扰措施,可以有效解决地线电流的干扰,解决抗电磁干扰的主要问题;结构设计上采用双压电晶体的差动压电传感器和差动放大电路可消除机械振动的干扰。以上两种抗干扰措施共同采用的结果,可以将蒸汽流量计的量程下限扩展至原量程下限的1/2~1/3。

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