廢液流量計在應用中（zhōng）的信號基準確定（dìng）與直流噪聲幹擾
點擊次數：1887 發布時（shí）間：2020-03-20 05:03:24
廢液流量計在測量過程中，它不受（shòu）被測介質（zhì）的（de）溫度、粘（zhān）度（dù）、密度以電導率(在（zài）一定範圍)的影響。因此，流量計隻需經水標定後，就可心用（yòng）來（lái）測量其它導電性液體的流量。流量（liàng）計的輸出隻與被測介質的平均流速成正比，而與對稱分布下的流動狀（zhuàng）態(層流或（huò）湍流)無關（guān）。
廢液流量（liàng）計*初的工作模型是由法拉*提出，作（zuò）為（wéi）電磁感應原理（lǐ）的開創者與奠基人，法拉*為人類從鉛與火的（de）時（shí）代邁向光與電的時（shí）代（dài）作出了巨大的貢獻，人類曆史上*一例廢液流量計測量的案例也是（shì）由（yóu）法拉*在1832年在泰晤士河進行的（de），當時是（shì）進行的河水流速的（de）測量試驗（yàn），但是試驗並沒有（yǒu）成功，究其原因（yīn），是因為直流信號中（zhōng）包含有漂移的直流*化電壓,其值難以和信號分辨，盡管後來的廢液流（liú）量計經曆了交流勵磁、低（dī）頻矩形波勵磁等技術進步與發展（zhǎn）,對於電磁感應引起（qǐ）的正交幹擾、同相幹擾和由於靜電感應引（yǐn）起的（de）串（chuàn）模（mó）幹擾、共（gòng）模幹擾以及漿液對測量電*摩擦出現的（de）尖狀幹擾所造成的零點不穩定與測量輸出擺動（dòng）等問（wèn）題（tí）非常（cháng）有效（xiào）地給予解決。對於測量電解質流體,接地(接液)部件與測（cè）量電*間產生漂移的直流*化電壓依然存在（zài）,仍然（rán）會影響到流量信（xìn）號的基（jī）準點穩定與否,進而（ér）影響輸出信號的穩定性與可靠性。因而（ér）,對於流量信號的基準有（yǒu）必（bì）要予（yǔ）以正確認識,並采（cǎi）取有效解決措施。
由電（diàn）學知識可（kě）知,對作為電動勢的電（diàn）磁流量信號測量,重要的是需要（yào）有一個穩定的電位差（chà）基準點,也就是信號要良好接地。過去一（yī）些人往往隻追求接地電阻盡量小,以為這樣（yàng）就能夠（gòu）得到穩定的流量信號。其（qí）實不然（rán）,導電（diàn）流體介質作為信號的基準（zhǔn）點更為（wéi）重要。
從多年研究、應用廢液流量計的經驗出發,對現場遇到的這類實際測量（liàng）問題進行分析,力圖認識（shí）導電流體作為信號的基準點的重要性,並提供基準點接液的方法,供參考。
1、導電流體是流量信號電壓的基準電位點
眾所周知,對一個電壓信號,總有一個基（jī）準的“地”點和一個變化（huà）的“信號”端點,以構成電位差。初期的（de）電磁流量傳感器曾把一個測（cè）量電*作為信（xìn）號的（de）“地”點,另一個測量電*作（zuò）為“信號”點。這種信號傳輸稱為“單（dān）端信號”,同其他電壓信號一（yī）樣,用圖1a可以說明。單端信號的放大是把直流和交流的各種幹擾電壓（yā）和信號迭加在一（yī）起同時輸入到放大器輸入端子。通常（cháng）,我們稱這些幹擾為串模幹擾、正態幹擾或橫向幹擾（rǎo）等。放大器很難把幹擾從信號中分開,這些幹擾信號往往幅度很大,遠大於毫伏級或微伏級的（de）流量信號（hào）。於是,這些幹（gàn）擾就造成了放大信號（hào）的失真（zhēn）,使得放大器飽和、堵塞,以至（zhì）於不能工（gōng）作。
現代廢（fèi）液流量計的流量信號都是以差動形式由傳感器傳輸到轉換放大器（qì）的。如同其它差動電壓測量,拾取電磁流量信號的兩個電*都不（bú）直接接轉換放大器（qì）的信號“地”,而是把“零（líng）電阻”的流體介質接到轉換放大（dà）器的（de）信號“地”端子（zǐ）上。圖1b所示是這種差動流量信號的等效電路（lù）。進入（rù）差動信號放大器兩信號端子的信（xìn）號對“地（dì）”端子是幅度大小相等、*性相反,差動放大器放大的是兩電*信號端子的差值。因此,對流量信號而言,差動放大器呈放大狀態（tài）。然而,對幅度大小相等、*性（xìng）相同的（de）共模幹擾,進入差動（dòng）放大器差值幾乎為零,輸出也（yě）就幾乎為零（líng）。差動放大（dà）器對共模幹擾呈衰減狀態。盡管由於接（jiē）地回路的地電流、*化電壓、勵磁電源與電*間的靜電耦合等原因,在差動（dòng）流量信號中含（hán）有共模幹（gàn）擾（rǎo）時,隻要電壓放大（dà）器的參數對稱,除非共（gòng）模（mó）幹擾能夠轉化為一定的串（chuàn）模幹擾（rǎo）,這些幹擾是不會（huì）影響信號放大的。事實上,隨著集成（chéng）運放電路製造技術的發展,器件（jiàn）的共模抑製比越來越高,如果再采用電源（yuán）浮動電路等措施,共模（mó）抑製比會更高,測量的精度也就越來越高。
廢液（yè）流量計應用（yòng）中信號（hào）基準與直流噪聲
導電流體介質作為信號的基準點能夠把流量信號分成差分（fèn）的差動狀態,並且一再強調（diào）測（cè）量流體必需可靠（kào）地接信號轉換放大器的接地（dì）端子。這是因為差動信號的基準點的變動會（huì）使原本電壓幅度大小（xiǎo）相等、*性相同的共模幹擾,變成幅度不等（děng）的差模幹擾電壓,也就（jiù）是轉化為串模（mó）幹擾。如前麵（miàn）所述,這時的差動放大器對於抑製串模幹擾也就（jiù）無能為（wéi）力了。
2、可靠（kào）的信號基準與正確接地
這（zhè）裏再次強調（diào）,把被測（cè）量的液體導電介質視為零電阻,然後作（zuò）為差動流量信號的基準點。理論上講,基準（zhǔn）點值（zhí）越小越（yuè）好,越小其電阻值越接近於零（líng）,差動信（xìn）號幅值分的就（jiù）越（yuè）相等。這就是說,被測導電流體應（yīng）是在大麵（miàn）積的容器內,或者處（chù）在長管線（xiàn）的管道中。在文獻[1]中已作分析,流（liú）體的體電阻Rt可由（yóu）電阻率（lǜ）公式求（qiú）得:
廢液流量計應用中信號基準與直流噪聲
這裏,導體長度是測量管道（dào）的內徑（jìng）D,導（dǎo）體材（cái）料電阻率是電導率σ的（de）倒（dǎo）數,管道長度記作l。一般來說,液體輸送管道都與（yǔ）大地相連。這種假設流體的體電阻為零的要求,比（bǐ）較容（róng）易做到。但在一些模擬試驗時,利用（yòng）一桶水、一盆水,不一定能滿足這一（yī）要求。
有了導電液體作為信號的（de）基準,還必須用正確（què）方法把（bǎ）這一基準引到差動信號接線端子的（de）中點。實際應（yīng）用中,采（cǎi）用以下（xià）幾種方法將測量流體介質作為廢液流量計的信號基準點引出:
流量傳感器安裝在前後是金屬管道的管道中（zhōng）,這時導電流體（tǐ）可（kě）以（yǐ）通過流量傳（chuán）感器（qì）前後的金（jīn）屬管道與之電（diàn）連（lián）接,然後用導線把前後管道與傳（chuán）感器的接地端子（zǐ）電連接起來。有時候,這種情況不一定（dìng）完全能（néng）使傳感器與前（qián）後管道電連（lián）接良（liáng）好,因為傳感器的絕緣襯（chèn）裏及絕緣墊圈有可能仍然電隔離了傳感器與前（qián）後管道,這時需要用（yòng）金屬導線將前（qián）後管道（dào）與傳（chuán）感器連接起來。
在（zài）傳感器前後（hòu）管道是（shì）非金屬或者（zhě）金屬管道內壁襯有絕緣襯裏的情（qíng）況下,應用傳感（gǎn）器前後法蘭連有金屬接地環的流量計。導（dǎo）電流體依靠金屬接（jiē）地環(比較確切地應稱作接（jiē）液環)與（yǔ）之連接。然後,用接地環與傳感器信號地相連接（jiē）,對於被測流體電導率比較（jiào）低的情況,由於液體（tǐ）的體電阻比較大,這時可以采用導（dǎo）電金屬短管代（dài）替接地環（huán）。
有些情況,譬如強腐蝕液體的測量,為了節約昂（áng）貴的金屬材料,可（kě）以用接地(接液)電*的方法來連接基準到傳感器接（jiē）地點。因為,這種方式往往測量腐蝕液體的電導率（lǜ）比較高,液體的體電阻非常小,所以用一個點（diǎn）電（diàn）*來連接就行了。
當然,在實際應用中,除（chú）了流體作為信號基準接地外,還要注意到前後管道是（shì）金屬管道情況,前（qián）後（hòu）管道應當與傳感器的電連接良好。這是因為金屬管道中往往有地電流、雜散電流、三相不平衡（héng）電流,這些電流會（huì）在與傳感器測量（liàng）管沒有良（liáng）好電連接的兩端管道中形成大的電壓降,構成了（le）大的共模電壓,然後通過接地電阻加到信（xìn）號電*上影響測量。還要注意到,前後（hòu）金（jīn）屬管道為（wéi）防（fáng）腐蝕的目的或電解廢水測量時,可能通有陰*保護（hù）電流和大的直流電流在管道中流過,這時（shí）前後應用低電阻的大麵積銅板把前後金屬管道連接起來,使大電流由銅板旁路流過,在傳感器測量管（guǎn）上不形成大的壓降。
至於接地電阻,隻要將傳感器、前後金屬管道、接地環按一點接地法的（de）原則接大地,接地電阻大小要求並（bìng）不嚴格（gé）。一（yī）般情況下,接地（dì）電阻在100Ω以下就（jiù）可以,有防爆要求應小於（yú）10Ω。
3、直流噪聲
3.1流體中的*化電壓
我（wǒ）們知道,電*埋在（zài）電解質（zhì）的液體中將發生正負離子的定向移動,在電*與流體介質間會形成一定的電場。這就是（shì）平常所說的*化現象。這個現象可以通（tōng）過一個實驗觀察。當用毫伏電壓表(數字式萬（wàn）用表的電（diàn）壓檔)的試筆插入一杯水中,電（diàn）壓表能讀出電壓值。這是因為電壓表試筆的材質有差別,試筆上形成的*化電位不同,因而（ér）形成（chéng）了電位差。電*與接地環(金屬管道、接（jiē）地電*)材質（zhì）不同,形成的（de）*化電（diàn）壓大小和方向將不同。*化電壓是漂移的直流電壓（yā）。圖（tú）2所示測量電*、金屬管道（dào）(或者接（jiē）地環、接地電*)對流體(視為0Ψ的電阻)的電壓分別（bié）為e1,e2和e3。可以看出,e3是共（gòng）模電壓,它們分別與差動的流量信號e1和e2迭加,進入轉換器的差動放大器（qì）。過大的*化電壓(例如下麵我們分析的情況可能高達幾百mV)直（zhí）接進入差動放大器往往把放大器阻塞,流量信號不能放大。即使能放大,由於迭加的共模電（diàn）壓是漂移變動的,因此流量信號的輸出擺動也很大。這（zhè）樣說來,如何降低*化電壓非常重要。
廢液流量計應用中（zhōng）信（xìn）號基準與直流噪聲
任何金屬浸入一種電解溶液時,其帶電的正離子趨向（xiàng）於溶解而金屬（shǔ）本（běn）身則保持（chí）負（fù）電荷,這就形成了一定電位（wèi）的電*。這種電*在介質中形成一（yī）個電位差,產生電流,使電*繼（jì）續溶解,即繼續腐蝕。這就是電化學的過程。形成的電（diàn）*的電位可用能斯脫方程表示[2]:
廢液流量計應用（yòng）中信號基準與直流噪（zào）聲
式中:n為該（gāi）金屬的化合價;T為絕（jué）對溫度;R為理想氣體的摩爾常數,8.31焦耳（ěr）/摩爾·K;F為法拉*常數（shù）;C為金屬離子濃度的（de）常數;c為溶液中（zhōng）金屬離子的活（huó）度。
對於所研究的離子標準溶液的電位稱為標準電位,用E0表示,於是得（dé）到金屬在（zài）25時電*電位為
廢液流量計應用中信號基準與直流噪聲
文獻[2]列出了相對於標準氫電*的標準電位(見表1)。
廢液流量計應用中信（xìn）號基準與直流噪聲
按金屬材（cái）料學[3],在一種金屬中（zhōng）加入一其它合金材料（liào）,能提高基體的電*電（diàn）位。譬如在鐵素體中（zhōng）溶解11.7%的鉻時,其電（diàn）*電（diàn）位將由- 0.56V躍升為+0.20V。加（jiā）入大量的鉻或鉻鎳合金使鋼能形成單相的奧（ào）氏體組織,以免形成微（wēi）電池,降低直流*化電壓,從而顯（xiǎn）著提高耐腐（fǔ）蝕性（xìng）。
3.2直流噪聲的降低
按上麵介紹金屬材料的*化（huà）電位,並與（yǔ）圖2結合（hé）起來可以看（kàn）出,當在（zài）同一種電（diàn）解質流體中接觸兩種不（bú）同材（cái）質的金屬,它們*化（huà）電（diàn）位的方向和（hé）大小不同。兩個金（jīn）屬電*間的電壓大小和*性隨*化電（diàn）位的方向和大（dà）小而變。譬如,測量電*的材料是含鉻鎳的不鏽鋼,它們對測（cè）量流體介（jiè）質的電位是+ 0.2V;接液的前後（hòu）管道是碳鋼,對測（cè）量流（liú）體介質的電位是- 0.58V。那麽,由圖2可以計算,測量電*對接液管道的電壓是+ 0.78V。如果不使（shǐ）用前後（hòu）金屬管道作為基準點連接方式,而使用接地環,接（jiē）地（dì）環的材料也（yě）使用與測量電*相同的含鉻鎳的不鏽鋼,這時測量電*對（duì）基準點的電壓會變（biàn）成0V。也就是說（shuō）,降低了直流共模幹擾。相反,如果電*材料越貴重,譬（pì）如（rú）是鉭或鉑,金屬接液部件的材（cái）料是碳鋼或不鏽鋼,測量電*上的直流噪聲也很大。
在測量鹽酸、硫酸等腐蝕性很（hěn）強的介質時（shí）,盡管測量電*是鉭或鉑（bó）能夠耐強酸腐蝕;但金屬接液（yè）部件的材質（zhì）是碳鋼、不鏽鋼,耐不（bú）了強酸的腐（fǔ）蝕,直流噪聲也增大,會發生輸出的大（dà）幅度擺動。所以（yǐ）,在重（chóng）視測（cè）量電*不（bú）被腐蝕的同時,必須（xū）注意信號基準的接液（yè）環的材質耐腐蝕。
從式（shì）(2)可以看到,*化電位受溫度（dù）影響(式中,T是絕對溫度（dù）)。這說明直流（liú）噪聲與溫度有關,是個漂移量。它（tā）的存在將（jiāng）使流量計（jì）發生漂移和擺動。因此,除了降低*化電壓外,轉換（huàn）器必須能夠有電容進行直流噪聲隔離,免於進入放大器被放大。
4、結束語
直流噪聲對電磁流量（liàng）信號的基準（zhǔn）的穩定性十分重要。直流噪聲的成因不（bú）限於接液部件金屬*化（huà）電壓(材料腐蝕),它（tā）還包含地磁（cí）感應（yīng）電壓、溫差電勢、接（jiē）觸電勢以及電*汙染等（děng）諸多（duō）方麵的（de）原因。這裏,我們不多討（tǎo）論。
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廢液流量（liàng）計*初的工作模型是由法拉*提出，作（zuò）為（wéi）電磁感應原理（lǐ）的開創者與奠基人，法拉*為人類從鉛與火的（de）時（shí）代邁向光與電的時（shí）代（dài）作出了巨大的貢獻，人類曆史上*一例廢液流量計測量的案例也是（shì）由（yóu）法拉*在1832年在泰晤士河進行的（de），當時是（shì）進行的河水流速的（de）測量試驗（yàn），但是試驗並沒有（yǒu）成功，究其原因（yīn），是因為直流信號中（zhōng）包含有漂移的直流*化電壓,其值難以和信號分辨，盡管後來的廢液流（liú）量計經曆了交流勵磁、低（dī）頻矩形波勵磁等技術進步與發展（zhǎn）,對於電磁感應引起（qǐ）的正交幹擾、同相幹擾和由於靜電感應引（yǐn）起的（de）串（chuàn）模（mó）幹擾、共（gòng）模幹擾以及漿液對測量電*摩擦出現的（de）尖狀幹擾所造成的零點不穩定與測量輸出擺動（dòng）等問（wèn）題（tí）非常（cháng）有效（xiào）地給予解決。對於測量電解質流體,接地(接液)部件與測（cè）量電*間產生漂移的直流*化電壓依然存在（zài）,仍然（rán）會影響到流量信（xìn）號的基（jī）準點穩定與否,進而（ér）影響輸出信號的穩定性與可靠性。因而（ér）,對於流量信號的基準有（yǒu）必（bì）要予（yǔ）以正確認識,並采（cǎi）取有效解決措施。
由電（diàn）學知識可（kě）知,對作為電動勢的電（diàn）磁流量信號測量,重要的是需要（yào）有一個穩定的電位差（chà）基準點,也就是信號要良好接地。過去一（yī）些人往往隻追求接地電阻盡量小,以為這樣（yàng）就能夠（gòu）得到穩定的流量信號。其（qí）實不然（rán）,導電（diàn）流體介質作為信號的基準（zhǔn）點更為（wéi）重要。
從多年研究、應用廢液流量計的經驗出發,對現場遇到的這類實際測量（liàng）問題進行分析,力圖認識（shí）導電流體作為信號的基準點的重要性,並提供基準點接液的方法,供參考。
1、導電流體是流量信號電壓的基準電位點
眾所周知,對一個電壓信號,總有一個基（jī）準的“地”點和一個變化（huà）的“信號”端點,以構成電位差。初期的（de）電磁流量傳感器曾把一個測（cè）量電*作為信（xìn）號的（de）“地”點,另一個測量電*作（zuò）為“信號”點。這種信號傳輸稱為“單（dān）端信號”,同其他電壓信號一（yī）樣,用圖1a可以說明。單端信號的放大是把直流和交流的各種幹擾電壓（yā）和信號迭加在一（yī）起同時輸入到放大器輸入端子。通常（cháng）,我們稱這些幹擾為串模幹擾、正態幹擾或橫向幹擾（rǎo）等。放大器很難把幹擾從信號中分開,這些幹擾信號往往幅度很大,遠大於毫伏級或微伏級的（de）流量信號（hào）。於是,這些幹（gàn）擾就造成了放大信號（hào）的失真（zhēn）,使得放大器飽和、堵塞,以至（zhì）於不能工（gōng）作。
現代廢（fèi）液流量計的流量信號都是以差動形式由傳感器傳輸到轉換放大器（qì）的。如同其它差動電壓測量,拾取電磁流量信號的兩個電*都不（bú）直接接轉換放大器（qì）的信號“地”,而是把“零（líng）電阻”的流體介質接到轉換放大（dà）器的（de）信號“地”端子（zǐ）上。圖1b所示是這種差動流量信號的等效電路（lù）。進入（rù）差動信號放大器兩信號端子的信（xìn）號對“地（dì）”端子是幅度大小相等、*性相反,差動放大器放大的是兩電*信號端子的差值。因此,對流量信號而言,差動放大器呈放大狀態（tài）。然而,對幅度大小相等、*性（xìng）相同的（de）共模幹擾,進入差動（dòng）放大器差值幾乎為零,輸出也（yě）就幾乎為零（líng）。差動放大（dà）器對共模幹擾呈衰減狀態。盡管由於接（jiē）地回路的地電流、*化電壓、勵磁電源與電*間的靜電耦合等原因,在差動（dòng）流量信號中含（hán）有共模幹（gàn）擾（rǎo）時,隻要電壓放大（dà）器的參數對稱,除非共（gòng）模（mó）幹擾能夠轉化為一定的串（chuàn）模幹擾（rǎo）,這些幹擾是不會（huì）影響信號放大的。事實上,隨著集成（chéng）運放電路製造技術的發展,器件（jiàn）的共模抑製比越來越高,如果再采用電源（yuán）浮動電路等措施,共模（mó）抑製比會更高,測量的精度也就越來越高。
廢液（yè）流量計應用（yòng）中信號（hào）基準與直流噪聲
導電流體介質作為信號的基準點能夠把流量信號分成差分（fèn）的差動狀態,並且一再強調（diào）測（cè）量流體必需可靠（kào）地接信號轉換放大器的接地（dì）端子。這是因為差動信號的基準點的變動會（huì）使原本電壓幅度大小（xiǎo）相等、*性相同的共模幹擾,變成幅度不等（děng）的差模幹擾電壓,也就（jiù）是轉化為串模（mó）幹擾。如前麵（miàn）所述,這時的差動放大器對於抑製串模幹擾也就（jiù）無能為（wéi）力了。
2、可靠（kào）的信號基準與正確接地
這（zhè）裏再次強調（diào）,把被測（cè）量的液體導電介質視為零電阻,然後作（zuò）為差動流量信號的基準點。理論上講,基準（zhǔn）點值（zhí）越小越（yuè）好,越小其電阻值越接近於零（líng）,差動信（xìn）號幅值分的就（jiù）越（yuè）相等。這就是說,被測導電流體應（yīng）是在大麵（miàn）積的容器內,或者處（chù）在長管線（xiàn）的管道中。在文獻[1]中已作分析,流（liú）體的體電阻Rt可由（yóu）電阻率（lǜ）公式求（qiú）得:
廢液流量計應用中信號基準與直流噪聲
這裏,導體長度是測量管道（dào）的內徑（jìng）D,導（dǎo）體材（cái）料電阻率是電導率σ的（de）倒（dǎo）數,管道長度記作l。一般來說,液體輸送管道都與（yǔ）大地相連。這種假設流體的體電阻為零的要求,比（bǐ）較容（róng）易做到。但在一些模擬試驗時,利用（yòng）一桶水、一盆水,不一定能滿足這一（yī）要求。
有了導電液體作為信號的（de）基準,還必須用正確（què）方法把（bǎ）這一基準引到差動信號接線端子的（de）中點。實際應（yīng）用中,采（cǎi）用以下（xià）幾種方法將測量流體介質作為廢液流量計的信號基準點引出:
流量傳感器安裝在前後是金屬管道的管道中（zhōng）,這時導電流體（tǐ）可（kě）以（yǐ）通過流量傳（chuán）感器（qì）前後的金（jīn）屬管道與之電（diàn）連（lián）接,然後用導線把前後管道與傳（chuán）感器的接地端子（zǐ）電連接起來。有時候,這種情況不一定（dìng）完全能（néng）使傳感器與前（qián）後管道電連（lián）接良（liáng）好,因為傳感器的絕緣襯（chèn）裏及絕緣墊圈有可能仍然電隔離了傳感器與前（qián）後管道,這時需要用（yòng）金屬導線將前（qián）後管道（dào）與傳（chuán）感器連接起來。
在（zài）傳感器前後（hòu）管道是（shì）非金屬或者（zhě）金屬管道內壁襯有絕緣襯裏的情（qíng）況下,應用傳感（gǎn）器前後法蘭連有金屬接地環的流量計。導（dǎo）電流體依靠金屬接（jiē）地環(比較確切地應稱作接（jiē）液環)與（yǔ）之連接。然後,用接地環與傳感器信號地相連接（jiē）,對於被測流體電導率比較（jiào）低的情況,由於液體（tǐ）的體電阻比較大,這時可以采用導（dǎo）電金屬短管代（dài）替接地環（huán）。
有些情況,譬如強腐蝕液體的測量,為了節約昂（áng）貴的金屬材料,可（kě）以用接地(接液)電*的方法來連接基準到傳感器接（jiē）地點。因為,這種方式往往測量腐蝕液體的電導率（lǜ）比較高,液體的體電阻非常小,所以用一個點（diǎn）電（diàn）*來連接就行了。
當然,在實際應用中,除（chú）了流體作為信號基準接地外,還要注意到前後管道是（shì）金屬管道情況,前（qián）後（hòu）管道應當與傳感器的電連接良好。這是因為金屬管道中往往有地電流、雜散電流、三相不平衡（héng）電流,這些電流會（huì）在與傳感器測量（liàng）管沒有良（liáng）好電連接的兩端管道中形成大的電壓降,構成了（le）大的共模電壓,然後通過接地電阻加到信（xìn）號電*上影響測量。還要注意到,前後（hòu）金（jīn）屬管道為（wéi）防（fáng）腐蝕的目的或電解廢水測量時,可能通有陰*保護（hù）電流和大的直流電流在管道中流過,這時（shí）前後應用低電阻的大麵積銅板把前後金屬管道連接起來,使大電流由銅板旁路流過,在傳感器測量管（guǎn）上不形成大的壓降。
至於接地電阻,隻要將傳感器、前後金屬管道、接地環按一點接地法的（de）原則接大地,接地電阻大小要求並（bìng）不嚴格（gé）。一（yī）般情況下,接地（dì）電阻在100Ω以下就（jiù）可以,有防爆要求應小於（yú）10Ω。
3、直流噪聲
3.1流體中的*化電壓
我（wǒ）們知道,電*埋在（zài）電解質（zhì）的液體中將發生正負離子的定向移動,在電*與流體介質間會形成一定的電場。這就是（shì）平常所說的*化現象。這個現象可以通（tōng）過一個實驗觀察。當用毫伏電壓表(數字式萬（wàn）用表的電（diàn）壓檔)的試筆插入一杯水中,電（diàn）壓表能讀出電壓值。這是因為電壓表試筆的材質有差別,試筆上形成的*化電位不同,因而（ér）形成（chéng）了電位差。電*與接地環(金屬管道、接（jiē）地電*)材質（zhì）不同,形成的（de）*化電（diàn）壓大小和方向將不同。*化電壓是漂移的直流電壓（yā）。圖（tú）2所示測量電*、金屬管道（dào）(或者接（jiē）地環、接地電*)對流體(視為0Ψ的電阻)的電壓分別（bié）為e1,e2和e3。可以看出,e3是共（gòng）模電壓,它們分別與差動的流量信號e1和e2迭加,進入轉換器的差動放大器（qì）。過大的*化電壓(例如下麵我們分析的情況可能高達幾百mV)直（zhí）接進入差動放大器往往把放大器阻塞,流量信號不能放大。即使能放大,由於迭加的共模電（diàn）壓是漂移變動的,因此流量信號的輸出擺動也很大。這（zhè）樣說來,如何降低*化電壓非常重要。
廢液流量計應用中（zhōng）信（xìn）號基準與直流噪聲
任何金屬浸入一種電解溶液時,其帶電的正離子趨向（xiàng）於溶解而金屬（shǔ）本（běn）身則保持（chí）負（fù）電荷,這就形成了一定電位（wèi）的電*。這種電*在介質中形成一（yī）個電位差,產生電流,使電*繼（jì）續溶解,即繼續腐蝕。這就是電化學的過程。形成的電（diàn）*的電位可用能斯脫方程表示[2]:
廢液流量計應用（yòng）中信號基準與直流噪（zào）聲
式中:n為該（gāi）金屬的化合價;T為絕（jué）對溫度;R為理想氣體的摩爾常數,8.31焦耳（ěr）/摩爾·K;F為法拉*常數（shù）;C為金屬離子濃度的（de）常數;c為溶液中（zhōng）金屬離子的活（huó）度。
對於所研究的離子標準溶液的電位稱為標準電位,用E0表示,於是得（dé）到金屬在（zài）25時電*電位為
廢液流量計應用中信號基準與直流噪聲
文獻[2]列出了相對於標準氫電*的標準電位(見表1)。
廢液流量計應用中信（xìn）號基準與直流噪聲
按金屬材（cái）料學[3],在一種金屬中（zhōng）加入一其它合金材料（liào）,能提高基體的電*電（diàn）位。譬如在鐵素體中（zhōng）溶解11.7%的鉻時,其電（diàn）*電（diàn）位將由- 0.56V躍升為+0.20V。加（jiā）入大量的鉻或鉻鎳合金使鋼能形成單相的奧（ào）氏體組織,以免形成微（wēi）電池,降低直流*化電壓,從而顯（xiǎn）著提高耐腐（fǔ）蝕性（xìng）。
3.2直流噪聲的降低
按上麵介紹金屬材料的*化（huà）電位,並與（yǔ）圖2結合（hé）起來可以看（kàn）出,當在（zài）同一種電（diàn）解質流體中接觸兩種不（bú）同材（cái）質的金屬,它們*化（huà）電（diàn）位的方向和（hé）大小不同。兩個金（jīn）屬電*間的電壓大小和*性隨*化電（diàn）位的方向和大（dà）小而變。譬如,測量電*的材料是含鉻鎳的不鏽鋼,它們對測（cè）量流體介（jiè）質的電位是+ 0.2V;接液的前後（hòu）管道是碳鋼,對測（cè）量流（liú）體介質的電位是- 0.58V。那麽,由圖2可以計算,測量電*對接液管道的電壓是+ 0.78V。如果不使（shǐ）用前後（hòu）金屬管道作為基準點連接方式,而使用接地環,接（jiē）地（dì）環的材料也（yě）使用與測量電*相同的含鉻鎳的不鏽鋼,這時測量電*對（duì）基準點的電壓會變（biàn）成0V。也就是說（shuō）,降低了直流共模幹擾。相反,如果電*材料越貴重,譬（pì）如（rú）是鉭或鉑,金屬接液部件的材（cái）料是碳鋼或不鏽鋼,測量電*上的直流噪聲也很大。
在測量鹽酸、硫酸等腐蝕性很（hěn）強的介質時（shí）,盡管測量電*是鉭或鉑（bó）能夠耐強酸腐蝕;但金屬接液（yè）部件的材質（zhì）是碳鋼、不鏽鋼,耐不（bú）了強酸的腐（fǔ）蝕,直流噪聲也增大,會發生輸出的大（dà）幅度擺動。所以（yǐ）,在重（chóng）視測（cè）量電*不（bú）被腐蝕的同時,必須（xū）注意信號基準的接液（yè）環的材質耐腐蝕。
從式（shì）(2)可以看到,*化電位受溫度（dù）影響(式中,T是絕對溫度（dù）)。這說明直流（liú）噪聲與溫度有關,是個漂移量。它（tā）的存在將（jiāng）使流量計（jì）發生漂移和擺動。因此,除了降低*化電壓外,轉換（huàn）器必須能夠有電容進行直流噪聲隔離,免於進入放大器被放大。
4、結束語
直流噪聲對電磁流量（liàng）信號的基準（zhǔn）的穩定性十分重要。直流噪聲的成因不（bú）限於接液部件金屬*化（huà）電壓(材料腐蝕),它（tā）還包含地磁（cí）感應（yīng）電壓、溫差電勢、接（jiē）觸電勢以及電*汙染等（děng）諸多（duō）方麵的（de）原因。這裏,我們不多討（tǎo）論。
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