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孔板流量计的抗搅扰方法及体例

作者: 来历: 宣布时候:2016-12-12 11:33:17

        孔板流量计是基于流体能源学中的卡门涡街道理制成的。在一定的雷诺数规模内,流体的流速或体积流量和漩涡频次成反比而与流体的物感性子(压力、温度、密度等)有关,即:Q=kf

  式中:Q为一体积流量;k为仪表常数;f为漩涡频次。
按照上述丈量道理,孔板流量计的一个特色便是易受电磁和机器振动的搅扰,由此构成在一些场所限定了孔板流量计的一般利用,这也是孔板流量计的任务前提。处置抗搅扰题目是扩大量程上限、改良孔板流量计的有用路子。
孔板流量计的任务前提:
  孔板流量计的阻流体以压电晶体检测漩涡频次,得压电旌旗灯号经交换缩小和触发器,将漩涡频次变成脉冲旌旗灯号。脉冲旌旗灯号送到二次仪表经换算后显现被测流量。此中,交换缩小器的缩小倍数K和触发器的门限电压能够调剂,如图1所示。
  旌旗灯号电压为E、搅扰旌旗灯号折算到输入端为V、门限电压U折算到输入端为u、交换缩小倍数为K。因u=UK,故调剂K或U的结果是不异的。为了使门限电压能禁止搅扰旌旗灯号以保障触发器能输入有用旌旗灯号,必须使搅扰旌旗灯号V小于门限电压u,而有用旌旗灯号电压E大于门限电压u,即孔板流量计的任务前提是:E>u>V
  搅扰旌旗灯号V的巨细决议孔板流量计的量程上限。是以扩大孔板流量计的量程上限必须从下降搅扰旌旗灯号动手。调剂交换缩小倍数K只能对输入旌旗灯号加强,而量程上限并不能获得扩大。
孔板流量计的抗搅扰方法
  孔板流量计的搅扰旌旗灯号首要有电磁搅扰和机器振动搅扰两种,若何处置这两种抗搅扰题目就成为改良孔板流量计的关头。孔板流量计凡是接纳金属外壳,外壳的屏障效应能够避免电场和射频搅扰;对磁场的搅扰,能够在外部电路设想中经由过程优选非磁性元件、印刷电路板公道布线等方法处置,跟着电子手艺的成长和制作工艺的完美也不成题目。是以抗电磁搅扰首要是抗地线电流搅扰。
  孔板流量计的压电晶体装在阻流体布局上,压电晶体的一端接外壳,故旌旗灯号前置缩小器一定接地。孔板流量计的输入旌旗灯号送到二次仪表,而旌旗灯号缩小所需的直流电源又由二次仪表供应。压电晶体的地线与二次仪表的地线之间极能够存在跨步电压构成电流。这个电流在旌旗灯号缩小器的地线中流过就会有压降,这个压降与有用旌旗灯号迭加在一路,没法分手,便是地线电流搅扰。
  地线电流搅扰的处置方法是减小或消弭了地线电流,zui完全的方法是把二次仪表来的直流电源断绝。行将直流电源经变压器断绝后再整流成直流供应孔板流量计,使二次仪表的地线与压电晶体的地线之间无任何电气毗连。同时有用丈量旌旗灯号经前置缩小后变成脉冲旌旗灯号,经脉冲变压器输入至二次仪表,底子上消弭地线电流的影响,是一种极为有用的抗搅扰方法。但是变压器断绝的方法本钱绝对较高,体积又大,制作工艺上不轻易完成,大大下降了适用性。光断绝限流抗搅扰方法,能有用增添地线电流的搅扰。
  a是压电晶体的接地点,b是二次仪表的接地点。在地线回路中接入电阻r,因而a、b两点间的地线电流被电阻r限定,a、b两点间的电压降在电阻r两头。电阻r两头的电压降反应到电源正线上则被三端稳压器R反对,前置缩小器地线回路的电阻比电阻r小良多,因为电阻r的分压感化,涡街流量计的前置缩小器地线中只要很小的地线电流。压电晶体的有用旌旗灯号经缩小后,由光断绝器件断绝输入,接纳这类方法地线电流的搅扰最少能够下降一个数目级。能够看出,利用光断绝限流抗搅扰时为了使电源电压有充足的余量以反对跨步电压,旌旗灯号缩小器的地线与压电晶体的地线之间必须很好毗连,能力保障前置缩小器地线回路电阻极小。同时直流电源电压的挑选应合适下式:
  V1-V2-VR=V2f
  式中:V1为电源电压;V2为缩小器用的电压;VR为三端稳压器的zui低电压;V2f为电阻r两头交换电压双峰值。
  机器振动对孔板流量计的搅扰更加遍及,抗机器振动搅扰的方法还要从孔板流量计的根基道理人手。孔板流量计的敏感元件即压电晶体,封装在阻流体或称漩涡发生体内,流体流经阻流体时,阻流体两侧瓜代发生漩涡,漩涡的脉动压力感化于压电晶体,使其发生与漩涡频次或丈量流量对应的旌旗灯号电压,经缩小、触发等旌旗灯号处置后转换成脉冲旌旗灯号输入。同时,管道的机器振动也一样感化于压电晶体,使其发生对应于振动频次的旌旗灯号,这个振动搅扰旌旗灯号与流量丈量有用旌旗灯号没法分隔。只要当有用旌旗灯号幅值跨越搅扰旌旗灯号幅值时,能力由门限掏出有用旌旗灯号。机器振动搅扰旌旗灯号的zui大幅值就成为被测流量的旌旗灯号幅值上限,即量程上限。
  为了使孔板流量计尽能够丈量低流速、小流量,必须进步信噪比,即尽可能进步有用流量旌旗灯号的幅值而下降机器振动搅扰旌旗灯号的幅值。改良阻流体的布局外形,使传感器能更好地领受漩涡的脉动压力,可以使有用旌旗灯号幅值进步。但更有用的方法是在漩涡发生体的两侧封装对应的两块压电晶体,即接纳差动压电传感器和差动缩小电路,因为机器振动对2块压电晶体的感化力是一致的,而流体漩涡在阻流体两侧是瓜代发生的,经由过程差动缩小后,2块压电晶体不异的机器振动旌旗灯号彼此对消增添,2块压电晶体相反的流量旌旗灯号相加后加强。因而,大大下降了机器振动旌旗灯号的搅扰。

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