用於控（kòng）製硫酸銅流量計使用中低噪（zào）音的信號電纜結構（gòu）設計說明
硫酸銅流量計在工（gōng）業生產中（zhōng）的應（yīng）用非常廣泛（fàn），其應用領域已經擴展到石油化工、冶金、食品飲料、製藥、造紙、染料等眾多領域，硫酸銅流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（gèng）能夠測量可（kě）以發生電離的各類混濁、懸浮液體介質（水煤漿、泥漿汙水、水泥混凝土漿、紙漿、金屬流體等），硫酸銅流量計的（de）供電型式有兩種（zhǒng），一種是表體內部鋰電池供電，數據在表頭顯示，還（hái）有一（yī）種是外部供電，可以接受24V直流電源供電或（huò）者220V交流（liú）電源供電。電池供電的硫酸銅流（liú）量計所有信（xìn）號測量與接收、計算與輸（shū）出都在表體（tǐ）內進行，相應來說，不受電磁電纜形成的電磁場幹擾。但是對於大都數接（jiē）受外部供電並（bìng）且進行4-20mA等信號輸出的硫酸銅流量計硫酸銅流量計用信號（hào）電纜主（zhǔ）要（yào）用於將硫酸銅流量計的實際（jì）測量結果信號傳輸至顯示係統，則需要充分考慮到電纜產（chǎn）生的磁場對於測（cè）量信號傳輸（shū）的幹擾。
隨著硫酸銅流量計測量係（xì）統中電路的（de）日趨複雜和對信號傳輸（shū）要求（qiú）的逐步提高，傳統硫酸銅（tóng）流量計用信號電纜的性能已無法滿足使用要求，因此本公司開（kāi）展（zhǎn）了一種新型低噪音硫酸銅流量計用信號電纜的研製。
１.傳統電纜性能現狀
根據調查（chá），傳統硫酸銅流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）纜易受電磁幹擾，造成（chéng）傳輸信號不穩定。現有硫酸銅流量計主要由流量傳感器、轉換顯示器和勵磁（cí）電源（yuán）三大部分組成，其中勵磁電源與流量傳感器（qì）一般組裝在一起，這樣傳輸信號（hào）的信號電纜必然會受勵磁（cí）電纜的電磁（cí）場幹擾，影響傳輸信號的穩（wěn）定性。針對這種情況，雖（suī）然在硫酸銅（tóng）流量計工程安裝和（hé）應用（yòng）時明確規定，信號電纜和勵磁電纜必須嚴格分開（即（jí）不能同（tóng）管敷設、不能（néng）平行敷設、不能一起絞合（hé）），應分別單（dān）獨穿管敷設，以進行有效的電磁隔離，但造成安裝敷設成本較高，而且使用不便。ｂ．電纜內（nèi）部產生（shēng）較大噪音，造成（chéng）信號的分辨率和精度較低。實際應（yīng）用中（zhōng），傳統硫酸銅流量計用信號（hào）電纜（lǎn）易因受振動（dòng）、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（yī）同輸出時，則將影（yǐng）響傳輸（shū）信號的分辨（biàn）率和精度，這種影響在硫酸銅流量計用於黏稠甚至（zhì）難（nán）於流（liú）動的固液兩相流（liú）介質（如煤焦油、渣油、食物漿、紙漿、乳膠、混合（hé）膠）及脈動流（liú）介質等多種流體的微量精確計量時更加突（tū）出，將造成計量誤差較大和計量不準確。
２.新型電纜性能改（gǎi）進設（shè）計
針（zhēn）對傳統硫酸銅流量計用（yòng）信號電纜的易受電磁幹擾和內部產生較大噪音的性（xìng）能缺陷，*先根據硫酸銅流（liú）量（liàng）計用信號電纜的特點及其運行環境要求設計了多種結構方案，而後綜（zōng）合（hé）考慮電纜抗電（diàn）磁幹擾（rǎo）水平、內（nèi）部噪音（yīn）水平、工藝的實現難度和製造成本等因素（sù）對相（xiàng）關設計方案進行反複篩選，*終確（què）定了新型低噪（zào）音硫酸銅流量（liàng）計用信號電纜的結構。
該新型電纜的結構如圖１所（suǒ）示。導體（tǐ）為單股退火鍍錫軟銅（tóng）線，以提高導體的導電性（xìng）和防腐蝕性。在導體外（wài）繞包一層薄Ｆ４（聚四氟乙烯）半導電帶，有（yǒu）利於降低導（dǎo）體（tǐ）和絕緣之（zhī）間的摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純淨、介電常數較小、具有一定彈性的聚丙烯絕緣級材料，並（bìng）采（cǎi）用擠（jǐ）壓式擠出，減小絕緣層與（yǔ）導（dǎo）體的間（jiān）隙。采用對絞組作為信號傳輸線，由於在（zài）兩根傳輸（shū）線上感應的（de）電壓接近相（xiàng）等（děng），減小（xiǎo）了電壓差值（zhí），提高了信號傳輸穩定性；對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成，相鄰線對對絞節距應不大於１００ｍｍ。對絞分屏蔽組（即對對絞組進行（háng）分屏蔽，每對對絞組外繞包兩層聚酯帶和一層厚０．０４ｍｍ鋁塑複合帶（dài）繞包，內置一根７×０．２６ｍｍ鍍（dù）錫銅（tóng）絞線作引流線）有利（lì）於對不同對絞組之間信號串（chuàn）音的抑（yì）製（zhì）和隔離。對絞分屏蔽組同心（xīn）式絞（jiǎo）合成纜，在對絞分（fèn）屏蔽組間填充非吸濕性材料，以保證纜芯圓整。在（zài）成（chéng）纜纜芯（xīn）外繞包兩層聚酯帶，再采用鋁塑複合帶繞包，內置鍍錫銅線作引流線，以提高電纜電磁屏蔽能力。總屏蔽（bì）層外擠包隔離層（隔離護套），隔離（lí）層采用絕緣級低密度聚乙烯（xī）材料。隔離層（céng）外采用鎧裝（zhuāng）層，鎧裝材（cái）料為高導（dǎo）磁合（hé）金鋼帶，其為強磁材（cái）料，可將外來（lái）的磁通大部分限製在鎧裝（zhuāng）層的外表麵上（僅有少部分能進入被屏蔽的空間（jiān））；鎧裝時（shí）對高導磁合（hé）金鋼帶采用縱包（bāo）焊接，確保其形成一連續圓柱管；鎧裝層可提（tí）高電纜（lǎn）抗電磁（cí）幹擾水平以及對電纜進行加（jiā）強，減少電（diàn）纜振動引起的電動勢。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。
該新型低噪音硫酸銅流量計用信號電纜通過開發新（xīn）的（de）結構（gòu）和選（xuǎn）用新的材料具有了高抗電磁幹（gàn）擾能力和優異的（de）低噪音性能，可實現信號的高分辨率（lǜ）、高精度和穩定傳輸：ａ．通過采用絕緣線芯對（duì）絞（jiǎo）、對絞（jiǎo）鋁箔分屏蔽、引流線設（shè）置、鋁（lǚ）箔總屏蔽（bì）、全封閉鋼合（hé）金鎧裝屏蔽等（děng）綜合設計，對內外部電場和（hé）磁場（chǎng）形（xíng）成有效的（de）屏蔽隔離，抑製了內部串音，降低了（le）信號傳（chuán）輸的波動性（xìng），大大提高了（le）電纜的（de）抗電磁（cí）幹擾水平，提高了電纜傳輸信號的準確性和可靠性。在（zài）實際工程安裝中，電纜也不（bú）必穿金屬（shǔ）管敷（fū）設，可（kě）降低工程成本。ｂ．采用鍍錫導（dǎo）體以及導體（tǐ）外設（shè）置Ｆ４半導電帶，有利於降低導體和絕緣之間（jiān）的摩擦起電（diàn）噪音，同時電纜整體設計結構緊湊，尤其是鋼合金鎧裝層的設計，使得（dé）電纜內部相對滑動少（shǎo），一定程度上也（yě）減少了（le）電纜內（nèi）部摩擦起電噪音的（de）產生，這樣可以將原始噪音降低２～３個數量級，*大地提高了傳輸信號的分辨率和精度，減小了硫酸銅（tóng）流量計的（de）計量誤差，大大提高了硫酸銅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（liàng）場合的使用要求。
3.總結
本公司設計的新（xīn）型低噪音硫酸（suān）銅流量計用信號電纜從（cóng）技術設計上解（jiě）決了傳統硫酸銅流量計用信號電纜在抗（kàng）電磁（cí）幹擾（rǎo）能力和電纜內（nèi）部噪音較大（dà）方麵的不足，擴大了硫酸銅流量計用信號（hào）電纜的選（xuǎn）擇性，社會（huì）效益（yì）顯（xiǎn）著。該新型低噪音硫酸銅流量計用信號電纜在設計上充分考慮到工藝的（de）可行性、功能的實現性和成本的有效控製性等因素，滿足了各類流體介質（zhì）計量尤（yóu）其（qí）是微量精確計量（liàng）時的分辨率、準確度（dù）、精確度（dù）等要求，具有廣闊的發展前景（jǐng），市場潛力很大。
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