工業循環冷卻水流量計使用中低噪音的信號電纜結構設計說明

本文概述：
工業循環冷卻水流量計在工業生產中的應用非（fēi）常廣泛，其應用領域已經擴展到石油化工、冶金、食品飲（yǐn）料（liào）、製藥、造（zào）紙、染料等眾多領域，工業循環冷卻水流（liú）量計所能夠測量的液體介質種類很多，無論是常見的水，汙水，更能（néng）夠測量可以發（fā）生電離的各類混濁、懸浮液體（tǐ）介（jiè）質（水煤漿、泥漿汙水、水泥混凝土漿、紙（zhǐ）漿（jiāng）、金屬流（liú）體等），工業循環冷（lěng）卻水流量計的供電型式（shì）有兩種，一種是表體內部鋰電池供電，數據在（zài）表頭顯示，還有一種是外（wài）部供電，可以接受24V直流電源供電（diàn）或者220V交流電源供電。電池供電的工業循環（huán）冷卻水流量計所有信號測量與接收、計算與輸出都在表（biǎo）體內進行，相應來（lái）說，不受電磁電纜形成的（de）電（diàn）磁場幹擾。但是對於大都數接受外部供電並且進行4-20mA等（děng）信號輸出的工業循環冷卻（què）水流量（liàng）計工業循環冷（lěng）卻水流量計用信號電（diàn）纜主要用於將工業循環冷卻水流量計的（de）實（shí）際測量結果信號傳輸至顯（xiǎn）示係統，則需要充分考慮到電纜產生的磁場對於測量信號傳輸的幹（gàn）擾。
隨著工（gōng）業（yè）循環冷卻水流量計測量係統（tǒng）中電路的日趨複雜和對信號傳輸要求的逐步提高，傳統工業循環冷卻水流量計用信號（hào）電纜的性能已無法滿足使用要求，因此（cǐ）本公司開展（zhǎn）了一種新型（xíng）低噪（zào）音（yīn）工業循環冷卻水流量計用信號（hào）電纜的研製。
１.傳統（tǒng）電纜性能現狀
根據調查，傳統工業循環冷卻水流（liú）量計用信號電纜的性能主要存在以下缺（quē）點和不足：ａ．電（diàn）纜（lǎn）易受電磁幹擾，造成傳輸信號不穩定。現有工業循環冷卻水流量（liàng）計主要由流量傳（chuán）感器、轉換顯示器和勵磁電源三大（dà）部分組成，其中勵磁電源與流量傳感器一般組裝在一起，這樣傳輸信號的信號電纜必然會受勵磁電纜的電磁場幹擾（rǎo），影響（xiǎng）傳輸信號的穩定性。針對這種情況，雖（suī）然在工業循環冷卻水流量計工程安裝和應用時明確規定，信號電纜和勵磁電纜必（bì）須嚴格分（fèn）開（即（jí）不能（néng）同管敷設、不能平行敷設、不能一（yī）起絞合），應分別單獨（dú）穿管（guǎn）敷設，以進行有效的電磁隔離，但造成安裝敷設成本較高，而且（qiě）使用不便。ｂ．電纜內部產生（shēng）較大噪音，造成信號的分辨率和（hé）精度較低。實際應用中，傳統工業循（xún）環（huán）冷卻水流量計用信號電纜易因受振動、衝擊、彎曲以及外界溫度變化，造成內部摩擦，從而產生噪音。當噪音夾在信號中一同輸（shū）出（chū）時，則將影響傳輸信號的分辨率和精度，這種影響（xiǎng）在工業（yè）循環冷卻水流量計用於黏稠甚至難於流動的固液兩相流介質（如煤焦油、渣油、食物漿、紙漿、乳膠、混合膠）及脈動流介質等多種流體的微量精確計量（liàng）時更加突出，將造成計量誤差較大和計量不準確。
２.新型電纜性能改進設計
針對（duì）傳統工業循（xún）環冷卻水流（liú）量（liàng）計用（yòng）信號電纜的易受電磁幹（gàn）擾和（hé）內部產生較大（dà）噪音的性能缺陷，*先根據工業循環冷卻水（shuǐ）流量（liàng）計用信號電纜的特點及其運行環境要求（qiú）設計了多種結構方案，而後綜合考慮電纜抗電磁幹擾（rǎo）水平、內部噪音水平（píng）、工藝的實現難度和製造成本等因素對相關設計方（fāng）案進行反複篩選，*終確定了新（xīn）型低噪音工（gōng）業（yè）循環冷卻水流量計用信號電纜的結構。

該（gāi）新型電（diàn）纜的結構如圖１所示。導體為單股（gǔ）退火（huǒ）鍍錫軟銅線，以提高導體的導電性和（hé）防（fáng）腐蝕性。在導體外繞包一層薄Ｆ４（聚四氟乙烯）半導電帶，有利於（yú）降低導體和絕緣之間的摩（mó）擦起電噪音。絕緣采（cǎi）用（yòng）材料較為純淨、介電常（cháng）數較小、具有一定（dìng）彈性的（de）聚丙烯絕緣級材料（liào），並采用擠壓式擠出，減小絕緣層與導體的間隙（xì）。采用對絞組作為（wéi）信號傳輸線，由於在兩根傳輸線上感應的電壓接近相等，減（jiǎn）小了（le）電壓差值，提（tí）高了信號傳輸（shū）穩定性；對（duì）絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成，相鄰線對對絞節距應（yīng）不大於１００ｍｍ。對絞分屏蔽（bì）組（即對對絞組進行分屏蔽，每（měi）對對絞組外繞包兩層聚酯帶和一層（céng）厚０．０４ｍｍ鋁塑複合帶繞包，內置一根７×０．２６ｍｍ鍍錫銅絞線作引流線）有利於對不同對絞組之間信號串音的抑製和隔離。對絞分屏蔽（bì）組同心式絞合成纜，在對絞分屏蔽組（zǔ）間填充非吸濕性材料，以保證纜（lǎn）芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚（jù）酯帶（dài），再采用鋁塑複合帶繞包，內置鍍（dù）錫銅（tóng）線作引流線（xiàn），以提（tí）高電纜電磁屏蔽能力。總屏蔽層外擠包隔離層（隔離護套），隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料（liào）。隔離層（céng）外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導磁合（hé）金鋼帶，其為強（qiáng）磁材料，可將外來的磁通大部分（fèn）限製在鎧裝層的外表麵上（shàng）（僅有少部分能（néng）進入被屏蔽的空間）；鎧裝時對高導磁合金鋼帶采（cǎi）用（yòng）縱包（bāo）焊接，確保其形成一連續圓柱管；鎧裝層可提高電纜抗電（diàn）磁幹擾（rǎo）水平以及對電纜進行加強，減少電纜振（zhèn）動引起的電動勢。外護套（tào）采用藍色軟ＰＶＣ（聚氯乙烯）護層級電纜材料擠包，實現電纜防護。
該新型低噪音工業循環（huán）冷卻水流量（liàng）計（jì）用信號電纜通過開發新的結構和選用新的材料具有了高抗電磁幹擾能力和優異的低噪音性能（néng），可實現信號的高分辨率、高精度和穩定傳輸：ａ．通過（guò）采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設計，對內（nèi）外部電場和磁場形成有效的（de）屏蔽隔離，抑製了內部（bù）串音（yīn），降（jiàng）低了信號傳輸的波（bō）動性，大大提高了電纜（lǎn）的抗電磁幹擾水平，提高（gāo）了電纜傳輸信號的準確性和可靠性。在實際工（gōng）程安裝中，電纜也不必穿金屬管敷設，可降低工程成本。ｂ．采用鍍錫導體以及導體外設置Ｆ４半導電帶，有利於降低導（dǎo）體和（hé）絕緣（yuán）之間的摩擦起電噪音，同時電纜整體設計（jì）結構緊湊，尤其是鋼合金鎧裝（zhuāng）層的設計（jì），使（shǐ）得電纜內部相對滑動少，一定程（chéng）度（dù）上也減少了電纜內部摩擦起電噪（zào）音的產生，這樣（yàng）可以將原始（shǐ）噪音降低２～３個數量級，*大地提高了傳輸信號（hào）的分辨率和精度，減小了工（gōng）業循環冷卻水流量計的計量誤差，大（dà）大提（tí）高（gāo）了工業循環冷卻水流量計的計量準確性、精確性和可靠性，完全可滿足微量精確計量場合的使用（yòng）要求。
3.總結
本公（gōng）司（sī）設計的新型低（dī）噪音工業循環冷卻水流量計用信號電纜從技術設計上解決了（le）傳統工業循環冷卻水流量（liàng）計用信號電纜在抗電磁（cí）幹（gàn）擾能力和電纜內部噪音較大方麵的不足，擴大了工業循環冷卻水流量計用信號電纜的選擇性，社會效益（yì）顯（xiǎn）著。該新型低噪音工業循環冷卻水（shuǐ）流量計用信號（hào）電纜在設計上充（chōng）分考慮到工藝的可行性、功能的實現性和成本的有效控製性（xìng）等因素，滿足了各類流體介質計量尤其是微量精確（què）計（jì）量時的分辨率、準確度、精確度等要求，具有廣闊的發展前景，市場潛力（lì）很大。

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