影響BURKERT流量計精度的因素產生機理及對策分析

【資料簡介】

    影響BURKERT流量計精度的因素產生機理及對策分析

    BURKERT流量計中流量信號和干擾信號同時出現且相互存在，因此在進行檢測的過程中需要將干擾信號排除才能提取到更為準確的流量信號，以進行精度更高的電磁流量計算。

    經過反復的試驗后發現，BURKERT流量計在工作過程中會受到來自多方的干擾，主要有三種:（1）流動電化學所產生的干擾噪聲；（2）電磁耦合過程中所產生的靜電感應；（3）電源所產生的干擾噪聲[41]。各種干擾成分充斥在流量信號的邊邊角角，因此傳感器測出的電壓信號中包含了較多的噪聲，此部分噪聲的電壓信號可以表示為下述式子 2.6：

    部分噪聲的電壓 信號

    一、各種干擾產生機理及對策分析

    1.正交干擾

    從上圖 2.5 中可以觀察到兩個電極、勵磁線圈、轉換器內阻之間形成了一個閉合回路，將此回路稱之為初級繞組，從理論上進行分析，磁力線 B 應當平行于勵磁線圈所產生的磁感應線，但在實際的應用過程中由于工藝差異，因此無法達到狀態，會產生磁力線穿過勵磁線圈磁感應線的情況，此時將會產生相應的感應電動勢，將此部分感應電動勢稱為變壓器效應。電流經過勵磁線圈時其穩態會發生階段性的改變，電磁感應充斥在電磁流量計工作的

    所有流程中，因此流經勵磁線圈的電流穩態在轉變時需要經過一個較長的過程。

    變壓器效應示意圖

    2.同相干擾

    電場和磁場可以通過電磁感應進行及時轉換。流體在磁場中流動時將會不斷切割磁感應線，此時便會形成閉合的正交干擾渦電流，除此之外還會形成二次磁通，此時二次磁通在流體內部又會形成另一個閉合的正交干擾渦電流。

    3.串模干擾

    BURKERT流量計中的傳感器通常使用單端信號的傳輸方式，采用兩個測量電極進行信號的傳輸，從一個電極傳輸到另一個電極，此種傳輸方式在進行信號傳輸的過程中會將多種干擾信號進行疊加后傳輸，此時會出現兩種情況，一種是多種信號進行疊加導致前置放大器的工作進行飽和狀態而無法正常過程，另一種情況是在進行信號提取的過程中需要更多的時間進行干擾排除。

    當代電磁流量計中傳感器更換了信號傳輸方式，利用差動方式進行信號傳輸，將被測流體作為一個信號傳輸端，而將兩個電極作為另一個信號傳輸端，此種傳輸方式能夠有效的抑制電磁回路中所產生的串模干擾情況。

    4.共模干擾

    所謂的共模干擾主要是由于轉換器前端的放大器上同時出現同樣的干擾所造成。共模干擾在正常情況下對測量結果不會造成的影響，但若是出現轉換器前端放大器中的參數不對等情況時，則會由共模干擾轉變成為串模干擾，此時將會對測量結果造成較大的影響。

    引起共模干擾主要的原因是靜電干擾，因此可以通過屏蔽靜電干擾的方式來有效的降低共模干擾對電磁傳感器造成的影響。

    5.直流干擾

    直流干擾主要來源于BURKERT流量計工作時出現的電化學噪聲。當電解質和接液部件一旦接觸，電解質中的正負離子將會即刻出現定向運動，即使沒有通電，電解質中的正負離子會產生一個定向運動，此時在電解液中會形成一個的電位差，出現的此種現象被稱為極化現象。

    二、勵磁技術對精度的影響

    勵磁電流的工作過程中將會產生對應的磁場，此時便會產生相應的感應電動勢，為了能更的對電磁流量計進行計算，需要選擇更合適的勵磁方式[35]。 勵磁技術經過了一個漫長的歷程，其中如直流勵磁、低頻矩形波勵磁、雙頻矩形波勵磁等。