深度解析智能電磁流量計(jì)如何有效的避免氣泡噪聲

　　電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來測量管內(nèi)導(dǎo)電液位和漿液介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，美安特儀表系列流量計(jì)采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，電磁流量計(jì)在滿足現(xiàn)場顯示的同時(shí)，還可以輸出4-20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用。

　　電磁流量計(jì)工作原理:測量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯(橡膠，特氟隆等)實(shí)現(xiàn)與流體和測量電極的電磁隔離。

　　電磁流量計(jì)在鋼鐵行業(yè)冷卻水測量中出現(xiàn)的誤報(bào)警大多是由氣泡擦過電極，形成短暫時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)為零，這是一種氣穴現(xiàn)象，我們稱這種故障為氣泡噪聲。

　　下面分析氣泡噪聲問題的避免和解決方法：

　　1.首先應(yīng)從安裝上滿足電磁流量計(jì)上游直管段長度要求，規(guī)范儀表的安裝，選擇遠(yuǎn)離熱源的安裝場所，合理使用管道流速，選用光潔度高的PFA氟塑料襯里和高純氧化鋁工業(yè)陶瓷導(dǎo)管。這些措施將有助于防止或減小旋渦和氣體分離的發(fā)生。也就是說，改進(jìn)傳感器制造工藝、改善使用儀表環(huán)境條件和安裝條件、采用儀表上游加裝排氣閥等措施，有可能避免問題的發(fā)生。

　　2.合理地設(shè)置電磁流量計(jì)阻尼時(shí)間和功能，也可以解決出現(xiàn)氣泡噪聲測量的誤報(bào)警。阻尼時(shí)間的選擇是根據(jù)流量信號(hào)中發(fā)生氣泡噪聲的脈沖寬度來選取。一般應(yīng)取阻尼時(shí)間為氣泡噪聲脈沖寬度的3~5倍。如氣泡噪聲脈沖寬度是10s，阻尼時(shí)間應(yīng)取30~50s。具體選擇應(yīng)根據(jù)要求的控制精度，3倍脈沖寬度控制誤差在5%，5倍脈沖寬度控制精度高于1%。

　　加大儀表阻尼時(shí)間能有效地解決這種脈沖型氣泡噪聲的影響，同時(shí)也帶來了反應(yīng)遲鈍的缺點(diǎn)，即當(dāng)真正流量波動(dòng)時(shí)，儀表反應(yīng)很慢。這對(duì)要求靈敏控制的冷卻水系統(tǒng)無疑是個(gè)難題。為了解決這個(gè)問題，智能化電磁流量計(jì)可以使用軟件邏輯判斷即粗大誤差處理的方法。在出現(xiàn)這種故障時(shí)，通過調(diào)整流量的不敏感時(shí)間和變化幅度限制這兩個(gè)條件來判斷是流量的變動(dòng)，還是氣泡擦過電極。如果不是氣泡擦過電極的噪聲，CPU按正常采樣、運(yùn)算和數(shù)字濾波;如果判定產(chǎn)生的是氣泡噪聲，切除測量值，維持前面的流量測量值。這樣，正常流量測量期間阻尼時(shí)間仍然為3~6s。只有在有氣泡噪聲時(shí)，根據(jù)脈沖寬度設(shè)置的長短將不敏感時(shí)間加長，系統(tǒng)控制的時(shí)間也會(huì)加長。

　　當(dāng)我們合理選擇具有粗大誤差抑制功能電磁流量轉(zhuǎn)換器的變化率限制值和不敏感時(shí)間值時(shí)，轉(zhuǎn)換器不僅能夠抑制氣泡噪聲引起的誤報(bào)警，而且在正常工作時(shí)儀表的反應(yīng)速度仍然能夠保持所設(shè)置的阻尼時(shí)間值。

　　電磁流量計(jì)氣泡噪聲的研究，應(yīng)該是用氣泡對(duì)電磁流量傳感器電極進(jìn)行模擬試驗(yàn)，但目前尚未有這種條件。因此，我們只用電磁流量信號(hào)發(fā)生器信號(hào)的切換，進(jìn)行氣泡噪聲的模擬。適當(dāng)?shù)剡x取阻尼時(shí)間和智能型電磁流量計(jì)處理氣泡噪聲故障的方法，對(duì)觀察流量計(jì)顯示與輸出信號(hào)變化，判斷處理氣泡噪聲的效果明顯。切換智能電磁流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的開關(guān)，快速設(shè)置流速和零點(diǎn)，按需要保持信號(hào)為零的時(shí)間，模擬氣泡噪聲的發(fā)生和存在。改變儀表阻尼時(shí)間并設(shè)置不同的變化率限制值及不敏感時(shí)間值，測試儀表輸出的變化。

　　結(jié)果表明，加大阻尼時(shí)間和智能化氣泡噪聲處理都能達(dá)到輸出不發(fā)生大的變化，后者更有利于正常測量期間測量反應(yīng)速度的提高。

　　電磁流量計(jì)除可測量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門�！�

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