用（yòng）於控製管道電磁流量計（jì）使用中低噪音的（de）信號電纜結（jié）構設計說明

管道電磁流量計在工業（yè）生產中的應用非常（cháng）廣泛，其應用領域已經（jīng）擴展到石油化工、冶金、食品飲料、製（zhì）藥、造紙、染料（liào）等眾多領域，管（guǎn）道電磁流量計所能（néng）夠測量的液（yè）體介質種類很多，無論是常（cháng）見的水，汙水，更能夠測（cè）量（liàng）可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），管道電磁流量計的供電型式有兩種，一種是表體內部鋰電（diàn）池供電，數據在表頭顯示（shì），還（hái）有一種是外部供電，可以接受24V直流（liú）電源供電或者220V交流電源（yuán）供（gòng）電。電池供電的管道電磁流量計所有信號測量與接收、計算（suàn）與輸出都在表體內進行（háng），相應來說，不（bú）受電磁電纜（lǎn）形（xíng）成的電（diàn）磁場幹擾。但是對於大都數接受外部供電並且（qiě）進行4-20mA等信號輸出的管道電磁流量計管道電磁（cí）流量（liàng）計（jì）用信號電纜主要用於將管道電磁流量計的實（shí）際測量結果信號（hào）傳輸至顯示係（xì）統，則（zé）需要充分考慮到電纜產生的磁（cí）場（chǎng）對於（yú）測量信號傳輸的幹擾。
隨著管道電磁流量計（jì）測（cè）量係統中電路的（de）日趨複雜和對信號（hào）傳輸要求的（de）逐（zhú）步提高，傳統管（guǎn）道電磁流（liú）量計用信號電纜的性能已無法滿（mǎn）足使用要求，因此本公司開展了一種（zhǒng）新型（xíng）低（dī）噪音管道電磁流量計用信號電纜（lǎn）的研製。
１.傳統電纜性能現狀
根據調查，傳統管道電（diàn）磁流（liú）量（liàng）計用信號（hào）電纜的性能（néng）主要存在以下缺點和不足：ａ．電纜易受（shòu）電磁幹擾，造成傳輸信號不穩定。現有管道電磁流量計主要由流量傳感器、轉換顯示器（qì）和勵（lì）磁電源三大部分組成，其中（zhōng）勵磁電（diàn）源與流量傳感器一般組裝在一起，這樣傳（chuán）輸信（xìn）號的信號電纜必然會受勵磁電纜的電磁場（chǎng）幹擾，影響傳輸信號（hào）的穩定（dìng）性。針對這種情況，雖然在管道電磁流量計工程（chéng）安裝和（hé）應用時明確規定，信號電纜和勵磁電纜必須嚴（yán）格分開（即不能（néng）同管敷設、不能平行敷設、不能一起絞（jiǎo）合），應分別單獨穿管敷設，以進行有效（xiào）的電（diàn）磁隔離，但造成安裝敷設成本較高，而（ér）且使用不便（biàn）。ｂ．電纜（lǎn）內部產生較大噪音，造成信號的分辨率和精度較低。實際應用中，傳統管道電（diàn）磁（cí）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（zào）音夾在信號中一同輸出時，則將影響（xiǎng）傳輸信號的分辨率和精度，這種影響在管道電磁（cí）流（liú）量計（jì）用（yòng）於黏稠甚至難於流動的固液（yè）兩相流介質（如煤焦油、渣（zhā）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（wēi）量精（jīng）確計量時更加突出（chū），將造（zào）成計量誤差較大和（hé）計量不準確。
２.新型電纜性能改進設計
針對傳統管道電磁流量計用信號電纜的易受電磁幹擾和內部產生較大噪音的性能缺陷，*先根據管道電磁流量計用信號電纜（lǎn）的特點及其運行環境要（yào）求設計了（le）多（duō）種結構方案，而後綜合考慮電纜抗電磁幹擾水平（píng）、內部噪音水平、工藝的（de）實（shí）現難度和製造成本等因素對相關（guān）設計方案進行反（fǎn）複篩選，*終確定了新型低噪音管道電磁流量計（jì）用（yòng）信號電纜的（de）結構。

該新型電纜的結構如圖１所示。導體為單股（gǔ）退火鍍錫軟銅線，以提高導（dǎo）體的導電性和防腐蝕性。在導體外繞包一層薄Ｆ４（聚（jù）四氟乙烯）半導電帶，有利於降低（dī）導體和絕緣之間的摩擦（cā）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，並采用擠（jǐ）壓式擠出，減小絕緣層與導體的間隙。采用對絞組作為信號（hào）傳輸線，由於在兩根傳輸線上感應的電壓接近（jìn）相等，減（jiǎn）小了電（diàn）壓差值，提高了（le）信號傳輸穩定性；對絞組由兩種不同（tóng）顏色絕緣線芯組成，相鄰（lín）線對對絞（jiǎo）節距應不大於１００ｍｍ。對絞分屏蔽組（即對對絞（jiǎo）組進行（háng）分屏蔽，每對對絞組外繞包兩（liǎng）層（céng）聚酯帶（dài）和一層厚０．０４ｍｍ鋁塑複合帶繞包，內置一根７×０．２６ｍｍ鍍錫銅絞線（xiàn）作（zuò）引流線）有利於對不同對（duì）絞組之間信號串音的抑製和隔離。對絞分屏蔽組同（tóng）心式（shì）絞合成纜，在對（duì）絞分屏蔽（bì）組間填充（chōng）非吸濕性（xìng）材料，以保證（zhèng）纜芯圓整。在（zài）成纜纜芯外繞（rào）包兩層聚酯帶，再采（cǎi）用鋁塑複合（hé）帶繞包，內置（zhì）鍍（dù）錫銅線作引流線（xiàn），以提高電纜電磁屏蔽能（néng）力。總（zǒng）屏蔽層外（wài）擠包隔離層（隔離護套），隔離層采用絕緣級低密度聚乙（yǐ）烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導磁合金鋼（gāng）帶，其為（wéi）強磁材（cái）料，可將外來的磁通大部分限製在鎧裝層的外表麵上（僅有少部分能進入被（bèi）屏蔽的空間）；鎧（kǎi）裝時對高（gāo）導磁合金鋼（gāng）帶采用縱包焊接，確保其形成一連續圓柱管；鎧裝層可提高電（diàn）纜抗電磁幹擾（rǎo）水平以及對電纜進行加強，減少（shǎo）電纜振動引起（qǐ）的電動勢。外護套采用藍色軟ＰＶＣ（聚氯乙烯）護層級電纜材料擠包，實現電（diàn）纜防護。
該新（xīn）型低噪音管道電磁流量計用信號電纜通過開（kāi）發新的結構和選用新的材料具有了高抗電磁幹擾能力（lì）和優異的低噪（zào）音性能，可實現信號的高分（fèn）辨率、高精度和穩（wěn）定傳輸（shū）：ａ．通過采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設（shè）置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等（děng）綜合設計，對內外部電場和磁場形成有效（xiào）的屏蔽隔離，抑製了內（nèi）部串音，降低了信號傳輸（shū）的波動性，大大（dà）提（tí）高了電纜的抗電磁幹擾水（shuǐ）平，提高了電纜傳輸信號的準確性和可靠性。在實際工程安裝中，電（diàn）纜也不必穿金屬管敷設，可降低工程成（chéng）本。ｂ．采用鍍（dù）錫導體以及（jí）導體外設置Ｆ４半導電帶，有利（lì）於降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪（zào）音，同（tóng）時電纜（lǎn）整（zhěng）體設計結構緊湊（còu），尤（yóu）其是鋼合金鎧裝層的設計（jì），使得電纜內部相對滑動少，一定程度（dù）上也減少了電纜內部（bù）摩擦起電噪音（yīn）的產生，這樣（yàng）可以（yǐ）將原始噪音降低２～３個數量級，*大地提高了傳輸信（xìn）號的分辨率和精度，減小了管道電磁流量計的（de）計量誤差，大大提高（gāo）了管（guǎn）道（dào）電磁（cí）流量計的計量準（zhǔn）確性（xìng）、精確性和可靠性，完全可滿足微量精確計量場合的使用要求。
3.總結
本公司設計的新型低噪音管道電磁流量計用信號電纜從技術設計上解決了傳統管道電磁流量計（jì）用信號電纜（lǎn）在抗電磁幹擾（rǎo）能力和電纜內部噪音較大方麵的不足，擴大了（le）管道電磁流量計用信號電（diàn）纜的選擇性，社會效益顯著。該新型低噪音（yīn）管道電磁流量計用（yòng）信號電纜在設計上充分考慮到工藝的可行（háng）性、功能的實現性和成本的有效控製性（xìng）等因素，滿足（zú）了各類流（liú）體介質計量尤其是微（wēi）量精確計（jì）量時的分辨率、準確度、精確度等要求，具有（yǒu）廣闊的發展前景，市場潛力很（hěn）大。

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