用於控製濃硫酸計量表使用中低噪音的信號電（diàn）纜結構設計說明

點擊次數：1997 發布時（shí）間：2020-08-11 07:03:06

濃硫酸計量表由傳感器和轉（zhuǎn）換器兩部（bù）分構成。它是基於法拉*電磁感應定律工作的，用來（lái）測量電導率大於5μS/cm導電液體的體積流量，是一種測量導電介（jiè）質體積流量的感應式儀表。除可測量一般導電液體的體積流量外（wài），還可用於測量強酸強堿等強腐蝕液體和泥漿、礦漿、紙（zhǐ）漿等均勻的液固兩相懸浮液體的體積流量。由於電（diàn）磁流量計的優點諸多，因此被廣泛應用於石油、化工、化（huà）纖、冶金、輕紡、造紙、製糖、給排水、環保、食品等工（gōng）業部門及市政管理，水利建設、河（hé）流疏浚等領域的（de）流量（liàng）計量。
隨著濃硫酸計量（liàng）表測量係統中電路的日趨複雜和對信號傳輸要求的（de）逐步提高，傳統濃硫酸計量表用信號（hào）電纜的（de）性能已無法滿足使用要求，因此本公司（sī）開展了（le）一種新型低（dī）噪音濃硫酸計量表用信號電纜的研製。
１.傳統電纜性能現狀
根據（jù）調查，傳統濃（nóng）硫（liú）酸計量表（biǎo）用信號電纜的性能主要存在以下缺點和不足：ａ．電纜易受電磁（cí）幹擾，造成傳輸信號不穩（wěn）定。現有濃硫（liú）酸計量表主要由流（liú）量傳感器、轉換顯示器和勵磁電（diàn）源三大部分組成，其中勵磁電源與流量傳感（gǎn）器一般組裝在一起（qǐ），這樣傳輸信（xìn）號的信號（hào）電纜必然會受勵磁電纜的電磁場幹擾，影響傳輸信號的穩定性。針對這種情況，雖然在（zài）濃硫酸（suān）計量表工程安裝和應用時明確規定，信號電纜（lǎn）和勵磁電纜必須嚴格（gé）分開（即不（bú）能同管敷設、不能平行敷設、不能一起（qǐ）絞合），應分別（bié）單獨穿管敷設（shè），以進行有效的電磁隔離（lí），但造（zào）成安（ān）裝敷（fū）設成本較（jiào）高，而且使用不便。ｂ．電纜（lǎn）內部產生較大噪音，造（zào）成信號的分辨（biàn）率和精度較（jiào）低。實（shí）際（jì）應用中，傳統濃硫酸計量表用（yòng）信號（hào）電纜易因受振動、衝擊、彎曲以及外界（jiè）溫度變化，造（zào）成內部摩擦，從而產生噪音（yīn）。當噪音（yīn）夾在信號中一同輸出（chū）時，則將影響傳輸信號（hào）的分（fèn）辨（biàn）率和精度，這（zhè）種影響在濃硫酸計量表用於黏稠甚至難於（yú）流動的（de）固液（yè）兩相流介質（如煤焦油、渣油、食物漿、紙漿（jiāng）、乳膠、混合膠）及脈動（dòng）流介質等多（duō）種流體的微量精（jīng）確計量時更加（jiā）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
針對傳統濃硫酸（suān）計（jì）量表用（yòng）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（xiān）根據（jù）濃硫酸計量表用（yòng）信號電（diàn）纜的特點及其運行環境要求設計了多種結構方案，而後綜合考慮電纜抗電磁幹擾水（shuǐ）平、內部噪音水平、工藝（yì）的實現難度和製造成本等（děng）因素對相關設計方案（àn）進行反複篩選，*終確定了（le）新型低噪音濃硫酸計量（liàng）表用信（xìn）號電纜的結構。

該新型電纜的結構如圖１所示。導（dǎo）體為單股退火鍍錫軟銅線，以提（tí）高導體（tǐ）的導電性和（hé）防腐蝕性。在導體外（wài）繞包一層薄Ｆ４（聚四氟乙烯）半導電帶，有利於降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音。絕緣采用材（cái）料較為（wéi）純淨、介（jiè）電（diàn）常數較小、具有一定彈性的聚丙烯絕緣（yuán）級材料，並采用擠壓式擠出，減小絕緣層與導體（tǐ）的間（jiān）隙。采用（yòng）對絞組作（zuò）為信號傳輸線，由於在兩根傳輸線上感應的電壓接近相等，減小了電壓差值，提高了信號傳（chuán）輸穩定性；對絞組由兩種不同（tóng）顏色絕緣線芯組成，相鄰線對對絞節距應不大於１００ｍｍ。對（duì）絞（jiǎo）分屏蔽（bì）組（即對對絞組進行分屏蔽，每對對絞組外繞包兩層（céng）聚酯帶和一層厚０．０４ｍｍ鋁塑複合帶繞（rào）包，內置一根７×０．２６ｍｍ鍍錫銅絞線（xiàn）作引流線）有利於對不（bú）同（tóng）對絞組之間信（xìn）號串音的抑製和隔離。對絞分（fèn）屏蔽（bì）組（zǔ）同心式絞合成纜（lǎn），在對絞分（fèn）屏蔽組（zǔ）間填充非吸濕性材料，以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚（jù）酯帶，再采（cǎi）用鋁塑複合帶繞包，內置鍍（dù）錫銅線作引流線，以（yǐ）提高電纜電磁屏蔽能力。總屏蔽層外（wài）擠包隔離層（隔離護（hù）套），隔（gé）離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導磁（cí）合金鋼帶，其（qí）為強磁材料，可（kě）將外來（lái）的磁通大部分限製在鎧（kǎi）裝層的（de）外表麵上（僅有少部分能進（jìn）入被屏蔽的空（kōng）間）；鎧裝時對高導磁合（hé）金鋼帶采用縱包焊接，確保其形成（chéng）一連續圓柱管；鎧裝層可提高電纜抗電磁幹擾水平以及對電纜進行加強，減少電纜振動（dòng）引起的電動勢。外護套（tào）采用藍色軟ＰＶＣ（聚氯乙烯）護（hù）層級（jí）電纜材料擠包，實現電纜防護。
該新型低噪音濃（nóng）硫酸計量表用信號電纜通過開發新的結構和選用新的材料具（jù）有了（le）高抗電磁幹擾（rǎo）能力和優異的低噪音性（xìng）能，可實現（xiàn）信號（hào）的高分（fèn）辨率、高精度和穩定傳輸：ａ．通過采用絕緣線（xiàn）芯（xīn）對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線（xiàn）設置、鋁箔總屏蔽（bì）、全（quán）封閉鋼合金鎧裝屏（píng）蔽等綜合設計，對內外部電場和磁場（chǎng）形成（chéng）有效的（de）屏蔽隔離，抑製了內部串（chuàn）音，降低了信號傳（chuán）輸的波動性，大大提高了（le）電纜的抗電磁幹擾水平，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，電纜也不必穿金屬（shǔ）管敷設，可降低工程成本。ｂ．采用鍍錫導體以及導體（tǐ）外設置Ｆ４半導電帶，有利於降低導（dǎo）體和絕（jué）緣之間的摩擦起電噪音，同時電纜（lǎn）整體設計結（jié）構緊湊，尤其（qí）是鋼合金鎧裝層的（de）設（shè）計（jì），使得電纜內部相對滑動少（shǎo），一定程度上也減（jiǎn）少了電纜內部摩擦起電噪音的（de）產生，這樣可以將原始（shǐ）噪音降低２～３個數量級，*大地提高（gāo）了傳輸信號的分辨率和精度，減小了濃硫酸計量表的（de）計量誤差，大（dà）大提高了濃（nóng）硫酸計量表的計量準確性、精確性和可靠性，完（wán）全可滿足微量精確計量場合的使用要求。
3.總（zǒng）結
本（běn）公司設計的新型低噪音濃硫酸計量表用（yòng）信號電纜（lǎn）從技術設（shè）計上解決了傳統濃硫酸計量表用信號電纜在抗電（diàn）磁幹擾能力和電纜內部（bù）噪音（yīn）較大方（fāng）麵的不足（zú），擴大了濃硫酸計量表用信號電纜的選擇性，社會效益顯著。該新型低噪音濃（nóng）硫酸計量表用信號電纜在設計上充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等（děng）因素，滿足了各類（lèi）流體（tǐ）介質計量尤其是微量精確計量時（shí）的分辨率、準確度、精確度等要求，具（jù）有廣闊的（de）發展前景，市場潛（qián）力很大。