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降低冷凍（dòng）水計量表電磁（cí）幹擾及如何進行流量計的電磁兼（jiān）容性分析
點（diǎn）擊次數：2156 發布時間：2021-01-16 12:48:49
冷凍水計量表是由直接接觸管道介質的傳感器和（hé）上端信（xìn）號轉換器（qì）兩部分構成。它是基於法拉*電磁感應定律（lǜ）工作的，用（yòng）來測量電導率大於3μs/cm的導電液體的流量，是一種測量導電介質流量的儀表（biǎo）。除了可以測（cè）量一般導電液（yè）體的流量外，還可以用於測量強（qiáng）酸、強堿等強腐（fǔ）蝕性液體和均勻含有液固兩相懸浮的液體，如泥漿、礦漿、紙漿等。特別設計了帶背光寬屏的中（zhōng）.英文液晶顯示器，功能齊全實用、顯示直觀、操作使用方便，在滿足現場顯示的（de）同時，還可以輸出4～20mA電流信號供記錄、調節和控製用，現已廣泛（fàn）地（dì）應（yīng）用於化工、環保、冶金、醫藥、造紙、給排水等工業技術和管理部門。
冷凍水計量表（biǎo）的測量過程不受被（bèi）測介質溫度、黏度、密度等因素影響，具有測量速度快、精（jīng）度高、測量口徑寬、輸出線性度好（hǎo），與（yǔ）被測介（jiè）質不接觸，耐腐蝕、抗（kàng）磨損，流體壓力損失小等（děng）優點，因（yīn）而（ér）廣泛應用於造紙廠紙漿、助劑、水等流體的測量。但是，冷凍水計量表也有其不足，傳感器的輸出感應電動勢（shì）很小，容易（yì）受（shòu）到外界電磁幹擾，如何提高冷（lěng）凍水（shuǐ）計量表的電（diàn）磁兼容性，使其能在惡劣（liè）的電磁環境正常使用是冷凍水計量表設計必須考慮（lǜ）的（de）問題。文中以LD係列（liè）冷凍水計量表為例，結合編者的工程實踐（jiàn），介紹有關冷凍水計量表的使用並分析其電磁（cí）兼容性(EMC)。
1、冷凍水計量表的工作（zuò）原（yuán）理
冷凍（dòng）水計量（liàng）表的（de）工作以（yǐ）電磁感應定律為基礎，即當一個導體在電磁場中（zhōng）運動，並且運動方向垂（chuí）直於電磁場時就會產生感應電動勢，所產生（shēng）的感應電動勢的方向垂直於導體運動和電磁場運動的方向，感應電（diàn）動勢的大（dà）小與導體的運動速度和磁場的磁感應強度（dù）成正比（bǐ）。當導電流體以平均流速y(m／s)通過一根內徑為D(m)的管子時（shí），若管子內存在一（yī）個磁感應強（qiáng）度為曰(T)的磁場，那麽就（jiù）可產生一個垂直於磁場方向和流體流動（dòng）方（fāng）向的電動勢E：
E=DVB(V)(1)
容積流量Q為（wéi）：
Q=,rrD2V／4(m’／s)(2)
將式(2)代入式(1)並處理得：
E=(4B／,rrO)×Q(V)(3)
如果君和D是常數（shù），那麽從式(3)可看出（chū），E與Q成正比。電磁流量轉換器把電動勢層放大並轉換成標準的4—20mA的信號或脈衝信號，作為對應（yīng）的流量信號輸出。
2、冷凍水（shuǐ）計量表的參數設置方法及組態
流量（liàng）計的（de）參數設置(組態)有兩種方（fāng）法，一是利用（yòng）顯示麵板上的按鍵，二是利用手持智能終端。
2.1使用麵板進行參數設定
ADMAGAE係列冷凍水計量（liàng）表麵板上常用的符號有：
(1)RED(紅)正常工作時不亮，有（yǒu）報警時閃（shǎn）爍；
(2)定義符定（dìng）義符用冒號“：”，表示所顯示的數（shù）據正處於待設定狀態；
(3)單位顯示（shì）顯示流量單位；
(4)顯示數據顯示流量數據、設定（dìng）數據和（hé）報警的種類（lèi）；
(5)小數點表示數據中的小數點；
(6)設定（dìng）鍵這些（xiē）鍵用來改變數據顯（xiǎn）示和設定數據的類型。數（shù）據顯示類型共（gòng）有3種：流量數據顯示模式、設定模（mó）式、報警顯示模式。
2.1.1流量數據顯示模式，
流量數據顯（xiǎn）示模式表示的是瞬時流量值和累積流量值，ADMAGAE可顯示12種類型的流量數據。進入流量顯示模式用“dl”參數來改變顯示項，詳細設定可（kě）參考流量計用戶手冊（cè）。
2.1.2設（shè）定模式
設定模式用來檢查參（cān）數內容（róng）和重寫數據。隻要按下“SET”鍵，可將該模式從正常的操作模式中調出。
2.1.3報警顯示模式
當報警發生時，報警模式就會取代當前模（mó）式來顯示發生報警（jǐng）的類型，但是這種情況隻是發生在當前流量顯示模式或設定模式中參（cān）數號被改變時(當正在該部數（shù）據項時，不顯示報警（jǐng）)。
2.2 BT智能終端設（shè）定
具有智（zhì）能通信功能的儀表可與智能（néng）終端通信。橫河的智能終端有BTl00、BT200等型號，簡稱BT智能終端，它們采用BRAIN協議，將1個4-2mA、2.4kHz的調製信號迭加到4～20mA的模擬信號上用作信號傳輸。由於調製信號（hào）是交流信號，所以迭（dié）加（jiā）不會影響模擬信號的數值。
BT智能終端與（yǔ）流量計的連接有兩（liǎng）種方（fāng）式：一是直接與流量計端蓋下麵的BT端子相（xiàng）連，這種方式適用於現場調（diào）試或流量計不具備智能通信功（gōng）能的情況；二（èr）是與4—20mA直流信號線連接（jiē），BT智能終端可以連接在從控製櫃到流量計信號線（xiàn）的任何位（wèi）置，*大距離可達2km，隻要保證整個回路的負載電阻在250—750Q之間，就可以可靠（kào）地通信（xìn）。這種（zhǒng）方式（shì）操作者不必去現場，在控製室就可對流量計進行設置和在線監測（cè），是使用*多的一（yī）種方式。BT智能終端采用菜單（dān）式操作，可以**顯示和修改冷凍水計量表的（de）各種參數，其基本的操作有流量計自檢（jiǎn）、量程調整、顯示方式設置、報警設置等。
2.3冷凍水計量表（biǎo）數據設定（dìng）與組態
冷凍水計量表是根據與流體流（liú）速相對應的微小電動勢計（jì）算出體（tǐ）積流量並輸出4～20mA的信號。為保證獲得正確的信號，必（bì）須設定通徑、流量量程和儀表係數3個參數（shù），這（zhè）3個參數中，通徑和儀表係數（shù）早在儀表出廠前就設定（dìng）好的，因此（cǐ）用戶（hù）不（bú）能設定這兩個參數。用戶也（yě）可以在儀表出廠前（qián）將流量量程設（shè）定好，這種設定隻有在用戶要求改變量程時才可進行重新設定。
3、電磁兼容性分（fèn）析
冷凍水計量表的工作以電磁感應定（dìng）律為基（jī）礎（chǔ），產生的正比於被測流量的感應電動勢通常（cháng）很小，*易受到外界電磁（cí）幹擾，而它本身產生（shēng）的電磁幹擾很小，因此冷凍水計量表的電磁兼容性主要體現在它如何在惡劣的電（diàn）磁環境下正常工作。在惡劣的電磁環（huán）境下，電磁耦合靜電感應是冷凍水計量表幹擾噪聲的主要（yào）來源；被測流體介質特性產生的電（diàn）化學幹擾噪聲是冷凍水計量表幹擾噪聲的*二來源；冷凍水計量表供電電源的電壓和頻率波動等電源幹擾噪聲是冷凍水計量表幹擾噪聲的*三來源。為滿足儀表的EMC要求，智能（néng）冷凍水計量表分別采用硬件和軟件抗幹擾技術?，以提高（gāo）冷凍（dòng）水計量表抗幹擾能力。
3.1工頻幹擾噪聲的特點及冷凍水計量表抗幹擾技術工頻幹擾噪聲*先是由（yóu）冷凍水計（jì）量表勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合形成，其二是電（diàn）磁流（liú）量汁工作（zuò）現場的工（gōng）頻共模幹擾，其三是供電電源引入（rù）的工頻串模幹擾（rǎo）等，其產生的物（wù）理機理均是電磁感應原理。
冷凍水計量表勵磁（cí）繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產生的工頻幹（gàn）擾對冷（lěng）凍水計量（liàng）表工作影響（xiǎng）*大，而且在不同的勵磁技術下其表現的（de）形態、特性不同，因而采取抗幹擾措施也不同。在工頻正弦波勵磁磁（cí）場下，此（cǐ）種電磁耦合工頻幹擾噪聲表現形式為正（zhèng）交幹擾，又稱（chēng）為變壓器電勢，特（tè）點是幹擾噪聲幅值（zhí）和工頻正弦波（bō）勵磁頻率成正比，相位滯後流（liú）量信號（hào）電勢90。，且幅值較流量信號（hào）電勢大幾個數量（liàng）級舊（jiù）’。直流勵磁、低頻矩形波（bō）勵磁及雙頻矩形波勵磁技術，可以基本消除正交幹擾的影響。
工頻共模幹擾和工頻串（chuàn）模（mó）幹擾這兩種常見的幹擾，主要是由於電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，冷凍水計量表接地不良等原因而產生，冷凍（dòng）水計（jì）量表采用輸人保護技術、高輸入阻抗、高共模抑製比自舉前置放大器技術以及重複接地技（jì）術等提高抗工頻幹擾的（de）能力。ADMAGAE係列冷（lěng）凍水計量表配有接地環，其作用是通過與液體接觸，建立液體接地，確保基準電（diàn）位與被測液體相同，並且（qiě）保護流量計內襯（chèn）。
3.2電化學幹擾噪聲的特（tè）點（diǎn）及冷凍（dòng）水（shuǐ）計量表抗幹擾（rǎo）技術
3.2.1電化學幹擾噪聲的特點
(1)電化學*化電勢幹擾是由（yóu）於電*感生電動勢在兩**性不同而導致電解質（zhì）在電（diàn）*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁磁場（chǎng）能（néng）顯著減弱*化電勢的數量級，但不能從根本上完全消除*化電勢幹擾（rǎo）。
(2)泥漿幹（gàn）擾是在測量液固兩相導電性流體流量時（shí），固體顆粒或者氣泡擦過電*表麵時，電*表麵的接觸電化學電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出（chū）信號出現尖峰脈衝狀幹擾噪聲。
(3)流體流動噪聲（shēng）是在測量低導率液體(100IxS／cm以下)流量時，電*的電化學電勢定期波動，產生隨流量增加而頻率增加的隨機幹擾噪聲（shēng），具有類似泥漿幹擾的1／f頻譜特性。
3.2.2冷凍水計量表抗電（diàn）化學（xué）幹擾技（jì）術（shù）
冷凍水計量表在提高抗電化學幹擾能力方麵采取的措施（shī）主要是低頻矩（jǔ）形波勵磁和雙頻勵磁技術。低頻矩形波勵磁既具有直流勵磁技術（shù）不產生渦流效應、變壓器效應(正（zhèng）交幹擾)的特點，又具有工頻正弦波勵磁基本（běn）不產生（shēng）*化效應，便於放大信號處理，而能避免直流放大器零點漂移、噪聲、穩定（dìng）性等問題的產生，有較好的抗幹擾性能。
低頻矩形波勵磁雖然具有優良的零點穩定性。但在測量泥（ní）漿、紙漿等含纖維和固體顆粒（lì）的液固兩相（xiàng）導電性流體流量時無法克服泥漿幹擾和流（liú）體噪聲幹擾。研究分（fèn）析表明，泥漿（jiāng）幹擾和（hé）流動噪聲具有1／f的頻（pín）譜（pǔ）特征。低頻時幅值大，高頻時幅值小，如果采用較（jiào）高頻率的低頻矩形波勵（lì）磁則能大大降低（dī）泥（ní）漿幹擾的數量（liàng）級。因此提高勵磁頻（pín）率有助於降低泥漿幹擾和流動噪聲，提高傳感（gǎn）器輸出信號的信噪比。綜上所述，要保證冷凍水計量表的零點穩（wěn）定性（xìng），*好（hǎo）采用低（dī）頻矩形波勵磁（cí）；為（wéi）了能較準確地測量液固兩相導電性流體（tǐ）和低導電率流體的（de）流量，又必須采用較高頻率的（de）矩形波勵磁。采用圖1所（suǒ）示的（de）雙頻矩形波勵（lì）磁的方法（fǎ）是*佳方案。
3.2.3雙（shuāng）頻矩形波勵磁工作及抗幹擾原理在冷凍水計量表測量管內形成（chéng）含有兩個頻率分量的電磁場：高頻勵磁分（fèn）量不（bú）受液體幹擾的（de）影響，而低（dī）頻勵磁分量則有著*好的零點穩定性，根（gēn）據高、低頻定時檢測到的各分量信號經過計算，便可得到流量信號。
雙頻矩形波勵磁測（cè）量原理如圖l所示，一個由高低頻分量迭加而（ér）成的電磁場通過勵磁線圈被施加到被測液體中，勵磁波形是在一個低頻矩形波上迭加一（yī）個高於市電頻率的矩形波而得到（dào）的波形（xíng）。在產生的電動勢中，低頻（pín）分量通（tōng）過一個大時間常數的積分電路獲得一個零點穩定性好的平穩流量信（xìn）號。而由漿液或低電（diàn）導率流體（tǐ）產生的低頻噪聲可被不受噪聲影響的高頻（pín）采樣電路所抑製，有著同樣時間常數的流量（liàng）信號經（jīng）過一個差分電路以確定流速信號的變化，把這兩種不同（tóng）頻（pín）率（lǜ）采樣所得的信（xìn）號結合起（qǐ）來可獲得一個穩定流速信號，該信號不受噪聲幹擾，且有較高的零點穩定性。
3.3電源幹（gàn）擾噪聲特點及冷凍水計量（liàng）表（biǎo）抗幹擾技術（shù）
冷凍水計量表一般都采用工頻交流電源供電，其電源（yuán）電壓的幅值和頻率的變化都會給（gěi）冷凍水計量（liàng）表帶來電源性幹擾噪（zào）聲。對電源電壓的幅值變化，因采用多級集成穩壓，一般而言電源電壓（yā）的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當電源（yuán）電壓（yā）的頻率（lǜ）波動時（shí），雖（suī）然其波動範圍有限，但（dàn）對冷凍水計量表測量精度影（yǐng）響較大。為了解決工頻幹擾問題，實現對流體流速感應電勢e柚信（xìn）號的準確測量，需利（lì）用以下基本關係：①勵磁周期為工頻周期的整數（shù）倍，即勵磁頻率（lǜ）為50／nHz(n為偶數)；②正負勵磁下的同相位采樣。圖2是對應低頻矩形波勵磁形式下的典型電勢信（xìn）號形式（shì），按上述（shù）關係在一個勵（lì）磁周（zhōu）期下，若假設t。和t：點為工頻幹擾的等效幹擾點，且采樣寬度T=T1=T2，則e –ab的基本算式為：，
式(4)從（cóng）理論上說明冷凍水計量表的工頻幹擾（rǎo）有可（kě）克服的途徑，即同步采樣技術，其方法是以同相位(t1=t2)、同寬度采樣（yàng）(T1=T2=T)為前提的，采樣頻率要選為工頻周期的（de）整（zhěng）數倍。這樣即使混有幹（gàn）擾信號，因其采樣時間（jiān）為完整的工頻周期，其平均值也為零，幹擾電壓不起作用。
4、冷凍水計量表選型（xíng）
4.1冷凍水計量表選型的一般原（yuán）則H1
(1)被測介質是否為導電液體或漿液，由此決定是否選（xuǎn）用冷凍水計量（liàng）表；
(2)被測介質的電導率決（jué）定冷凍（dòng）水計量表的類（lèi）型——是（shì）高電導率還是（shì）低電導率；
(3)工藝（yì）要求的*大、*小（xiǎo）和常用流量工藝管道的公稱通徑，決定介質的流速是否處在較經濟的流（liú）速點上，管道是否需要變徑，*後確定流量（liàng）計的口徑；1
(4)以工藝（yì）管道的布置情況，來確定采用一體型還是分體型流量計，以及流（liú）量計的防護（hù）等級等；
(5)根據被測介質是否易結晶、結疤來選擇電*型式；
(6)根據被測介質的腐蝕性來（lái）選擇電*材料；
(7)被測介質的腐蝕性.磨損性及溫度來決定采用何種（zhǒng）襯裏材料；
(8)被測介質的*高工作壓力決定流量（liàng）計的公稱壓力；
(9)工藝管道的絕緣性決定接地環的型式。
4.2根（gēn）據冷凍水計量表勵磁方式的的特點（diǎn）選型
(1)直流勵磁型
這種冷凍水計量表數量很少，隻用（yòng）於測（cè）量液態金屬流量（liàng），如常溫下的汞和高（gāo）溫下的液態鈉、鉀等。
(2)交流工頻勵磁型
較早（zǎo）期的冷凍水計量表用（yòng）50Hz工（gōng）頻市電勵磁，由於易受電磁幹擾和零點漂移等原因，現已逐漸被低頻（pín）矩形勵磁所（suǒ）代替。但（dàn）在測量泥漿、礦漿等液固兩（liǎng）相流時，低頻矩形波勵磁方式不能克服固（gù）體擦過電*表麵產生的尖（jiān）峰噪聲，而工頻交流勵磁的儀（yí）表則不存在這一缺點，所以國內外尚有一些冷凍水計量表仍采用交流工頻勵磁方式。
(3)低頻矩形波勵磁型1.·
由（yóu）於低頻矩形波勵磁方式功耗小，零點穩定性好，所以它是目前冷凍水計（jì）量表（biǎo）的主要（yào）勵磁方式。其波形（xíng）有“正一負”二值和“正（zhèng）一零一負一零”三值兩種。有的冷凍水計量表勵磁頻率（lǜ）可以由用戶設定，一般小口徑儀表用較高頻率，大口徑儀（yí）表用較低頻率。
(4)雙頻勵磁型
勵（lì）磁電流的波形（xíng）是（shì）在低頻矩形波上疊加高頻矩形波，主要為克服二值矩形波勵磁存在的漿液噪（zào）聲和（hé）流動噪聲，提高儀表的穩（wěn）定性和響應特性，因此廣泛用於製漿造紙及（jí）汙水處理等行業。
5、結（jié）束語
通過上麵分（fèn）析可知，冷凍水計量表具有（yǒu）測量精度（dù）高、速度快、使（shǐ）用方便，測量範圍（wéi）廣、口（kǒu）徑（jìng）寬等諸多（duō）優點，但同（tóng）時也存在著測量輸出信號易受工頻（pín）電磁（cí）幹擾，流體電化學噪聲及電源頻率變化影（yǐng）響的缺點。不同勵磁方式的冷凍水計量表具有不同的抗幹擾技術和應用範圍。正確了解（jiě）各種（zhǒng）勵磁技術（shù）的特點和不同冷凍水計量表的技術原理是正確使用冷凍水計（jì）量表的前（qián）提。
冷凍水計量表（biǎo）的測量過程不受被（bèi）測介質溫度、黏度、密度等因素影響，具有測量速度快、精（jīng）度高、測量口徑寬、輸出線性度好（hǎo），與（yǔ）被測介（jiè）質不接觸，耐腐蝕、抗（kàng）磨損，流體壓力損失小等（děng）優點，因（yīn）而（ér）廣泛應用於造紙廠紙漿、助劑、水等流體的測量。但是，冷凍水計量表也有其不足，傳感器的輸出感應電動勢（shì）很小，容易（yì）受（shòu）到外界電磁幹擾，如何提高冷（lěng）凍水（shuǐ）計量表的電（diàn）磁兼容性，使其能在惡劣（liè）的電磁環境正常使用是冷凍水計量表設計必須考慮（lǜ）的（de）問題。文中以LD係列（liè）冷凍水計量表為例，結合編者的工程實踐（jiàn），介紹有關冷凍水計量表的使用並分析其電磁（cí）兼容性(EMC)。
1、冷凍水計量表的工作（zuò）原（yuán）理
冷凍（dòng）水計量（liàng）表的（de）工作以（yǐ）電磁感應定律為基礎，即當一個導體在電磁場中（zhōng）運動，並且運動方向垂（chuí）直於電磁場時就會產生感應電動勢，所產生（shēng）的感應電動勢的方向垂直於導體運動和電磁場運動的方向，感應電（diàn）動勢的大（dà）小與導體的運動速度和磁場的磁感應強度（dù）成正比（bǐ）。當導電流體以平均流速y(m／s)通過一根內徑為D(m)的管子時（shí），若管子內存在一（yī）個磁感應強（qiáng）度為曰(T)的磁場，那麽就（jiù）可產生一個垂直於磁場方向和流體流動（dòng）方（fāng）向的電動勢E：
E=DVB(V)(1)
容積流量Q為（wéi）：
Q=,rrD2V／4(m’／s)(2)
將式(2)代入式(1)並處理得：
E=(4B／,rrO)×Q(V)(3)
如果君和D是常數（shù），那麽從式(3)可看出（chū），E與Q成正比。電磁流量轉換器把電動勢層放大並轉換成標準的4—20mA的信號或脈衝信號，作為對應（yīng）的流量信號輸出。
2、冷凍水（shuǐ）計量表的參數設置方法及組態
流量（liàng）計的（de）參數設置(組態)有兩種方（fāng）法，一是利用（yòng）顯示麵板上的按鍵，二是利用手持智能終端。
2.1使用麵板進行參數設定
ADMAGAE係列冷凍水計量（liàng）表麵板上常用的符號有：
(1)RED(紅)正常工作時不亮，有（yǒu）報警時閃（shǎn）爍；
(2)定義符定（dìng）義符用冒號“：”，表示所顯示的數（shù）據正處於待設定狀態；
(3)單位顯示（shì）顯示流量單位；
(4)顯示數據顯示流量數據、設定（dìng）數據和（hé）報警的種類（lèi）；
(5)小數點表示數據中的小數點；
(6)設定（dìng）鍵這些（xiē）鍵用來改變數據顯（xiǎn）示和設定數據的類型。數（shù）據顯示類型共（gòng）有3種：流量數據顯示模式、設定模（mó）式、報警顯示模式。
2.1.1流量數據顯示模式，
流量數據顯（xiǎn）示模式表示的是瞬時流量值和累積流量值，ADMAGAE可顯示12種類型的流量數據。進入流量顯示模式用“dl”參數來改變顯示項，詳細設定可（kě）參考流量計用戶手冊（cè）。
2.1.2設（shè）定模式
設定模式用來檢查參（cān）數內容（róng）和重寫數據。隻要按下“SET”鍵，可將該模式從正常的操作模式中調出。
2.1.3報警顯示模式
當報警發生時，報警模式就會取代當前模（mó）式來顯示發生報警（jǐng）的類型，但是這種情況隻是發生在當前流量顯示模式或設定模式中參（cān）數號被改變時(當正在該部數（shù）據項時，不顯示報警（jǐng）)。
2.2 BT智能終端設（shè）定
具有智（zhì）能通信功能的儀表可與智能（néng）終端通信。橫河的智能終端有BTl00、BT200等型號，簡稱BT智能終端，它們采用BRAIN協議，將1個4-2mA、2.4kHz的調製信號迭加到4～20mA的模擬信號上用作信號傳輸。由於調製信號（hào）是交流信號，所以迭（dié）加（jiā）不會影響模擬信號的數值。
BT智能終端與（yǔ）流量計的連接有兩（liǎng）種方（fāng）式：一是直接與流量計端蓋下麵的BT端子相（xiàng）連，這種方式適用於現場調（diào）試或流量計不具備智能通信功（gōng）能的情況；二（èr）是與4—20mA直流信號線連接（jiē），BT智能終端可以連接在從控製櫃到流量計信號線（xiàn）的任何位（wèi）置，*大距離可達2km，隻要保證整個回路的負載電阻在250—750Q之間，就可以可靠（kào）地通信（xìn）。這種（zhǒng）方式（shì）操作者不必去現場，在控製室就可對流量計進行設置和在線監測（cè），是使用*多的一（yī）種方式。BT智能終端采用菜單（dān）式操作，可以**顯示和修改冷凍水計量表的（de）各種參數，其基本的操作有流量計自檢（jiǎn）、量程調整、顯示方式設置、報警設置等。
2.3冷凍水計量表（biǎo）數據設定（dìng）與組態
冷凍水計量表是根據與流體流（liú）速相對應的微小電動勢計（jì）算出體（tǐ）積流量並輸出4～20mA的信號。為保證獲得正確的信號，必（bì）須設定通徑、流量量程和儀表係數3個參數（shù），這（zhè）3個參數中，通徑和儀表係數（shù）早在儀表出廠前就設定（dìng）好的，因此（cǐ）用戶（hù）不（bú）能設定這兩個參數。用戶也（yě）可以在儀表出廠前（qián）將流量量程設（shè）定好，這種設定隻有在用戶要求改變量程時才可進行重新設定。
3、電磁兼容性分（fèn）析
冷凍水計量表的工作以電磁感應定（dìng）律為基（jī）礎（chǔ），產生的正比於被測流量的感應電動勢通常（cháng）很小，*易受到外界電磁（cí）幹擾，而它本身產生（shēng）的電磁幹擾很小，因此冷凍水計量表的電磁兼容性主要體現在它如何在惡劣的電（diàn）磁環境下正常工作。在惡劣的電磁環（huán）境下，電磁耦合靜電感應是冷凍水計量表幹擾噪聲的主要（yào）來源；被測流體介質特性產生的電（diàn）化學幹擾噪聲是冷凍水計量表幹擾噪聲的*二來源；冷凍水計量表供電電源的電壓和頻率波動等電源幹擾噪聲是冷凍水計量表幹擾噪聲的*三來源。為滿足儀表的EMC要求，智能（néng）冷凍水計量表分別采用硬件和軟件抗幹擾技術?，以提高（gāo）冷凍（dòng）水計量表抗幹擾能力。
3.1工頻幹擾噪聲的特點及冷凍水計量表抗幹擾技術工頻幹擾噪聲*先是由（yóu）冷凍水計（jì）量表勵磁繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合形成，其二是電（diàn）磁流（liú）量汁工作（zuò）現場的工（gōng）頻共模幹擾，其三是供電電源引入（rù）的工頻串模幹擾（rǎo）等，其產生的物（wù）理機理均是電磁感應原理。
冷凍水計量表勵磁（cí）繞組和流體、電*、放大器輸入回路的電磁耦合產生的工頻幹（gàn）擾對冷（lěng）凍水計量（liàng）表工作影響（xiǎng）*大，而且在不同的勵磁技術下其表現的（de）形態、特性不同，因而采取抗幹擾措施也不同。在工頻正弦波勵磁磁（cí）場下，此（cǐ）種電磁耦合工頻幹擾噪聲表現形式為正（zhèng）交幹擾，又稱（chēng）為變壓器電勢，特（tè）點是幹擾噪聲幅值（zhí）和工頻正弦波（bō）勵磁頻率成正比，相位滯後流（liú）量信號（hào）電勢90。，且幅值較流量信號（hào）電勢大幾個數量（liàng）級舊（jiù）’。直流勵磁、低頻矩形波（bō）勵磁及雙頻矩形波勵磁技術，可以基本消除正交幹擾的影響。
工頻共模幹擾和工頻串（chuàn）模（mó）幹擾這兩種常見的幹擾，主要是由於電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，冷凍水計量表接地不良等原因而產生，冷凍（dòng）水計（jì）量表采用輸人保護技術、高輸入阻抗、高共模抑製比自舉前置放大器技術以及重複接地技（jì）術等提高抗工頻幹擾的（de）能力。ADMAGAE係列冷（lěng）凍水計量表配有接地環，其作用是通過與液體接觸，建立液體接地，確保基準電（diàn）位與被測液體相同，並且（qiě）保護流量計內襯（chèn）。
3.2電化學幹擾噪聲的特（tè）點（diǎn）及冷凍（dòng）水（shuǐ）計量表抗幹擾（rǎo）技術
3.2.1電化學幹擾噪聲的特點
(1)電化學*化電勢幹擾是由（yóu）於電*感生電動勢在兩**性不同而導致電解質（zhì）在電（diàn）*表麵*化產生。雖然采用正負交變勵磁磁場（chǎng）能（néng）顯著減弱*化電勢的數量級，但不能從根本上完全消除*化電勢幹擾（rǎo）。
(2)泥漿幹（gàn）擾是在測量液固兩相導電性流體流量時（shí），固體顆粒或者氣泡擦過電*表麵時，電*表麵的接觸電化學電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出（chū）信號出現尖峰脈衝狀幹擾噪聲。
(3)流體流動噪聲（shēng）是在測量低導率液體(100IxS／cm以下)流量時，電*的電化學電勢定期波動，產生隨流量增加而頻率增加的隨機幹擾噪聲（shēng），具有類似泥漿幹擾的1／f頻譜特性。
3.2.2冷凍水計量表抗電（diàn）化學（xué）幹擾技（jì）術（shù）
冷凍水計量表在提高抗電化學幹擾能力方麵采取的措施（shī）主要是低頻矩（jǔ）形波勵磁和雙頻勵磁技術。低頻矩形波勵磁既具有直流勵磁技術（shù）不產生渦流效應、變壓器效應(正（zhèng）交幹擾)的特點，又具有工頻正弦波勵磁基本（běn）不產生（shēng）*化效應，便於放大信號處理，而能避免直流放大器零點漂移、噪聲、穩定（dìng）性等問題的產生，有較好的抗幹擾性能。
低頻矩形波勵磁雖然具有優良的零點穩定性。但在測量泥（ní）漿、紙漿等含纖維和固體顆粒（lì）的液固兩相（xiàng）導電性流體流量時無法克服泥漿幹擾和流（liú）體噪聲幹擾。研究分（fèn）析表明，泥漿（jiāng）幹擾和（hé）流動噪聲具有1／f的頻（pín）譜（pǔ）特征。低頻時幅值大，高頻時幅值小，如果采用較（jiào）高頻率的低頻矩形波勵（lì）磁則能大大降低（dī）泥（ní）漿幹擾的數量（liàng）級。因此提高勵磁頻（pín）率有助於降低泥漿幹擾和流動噪聲，提高傳感（gǎn）器輸出信號的信噪比。綜上所述，要保證冷凍水計量表的零點穩（wěn）定性（xìng），*好（hǎo）采用低（dī）頻矩形波勵磁（cí）；為（wéi）了能較準確地測量液固兩相導電性流體（tǐ）和低導電率流體的（de）流量，又必須采用較高頻率的（de）矩形波勵磁。采用圖1所（suǒ）示的（de）雙頻矩形波勵（lì）磁的方法（fǎ）是*佳方案。
3.2.3雙（shuāng）頻矩形波勵磁工作及抗幹擾原理在冷凍水計量表測量管內形成（chéng）含有兩個頻率分量的電磁場：高頻勵磁分（fèn）量不（bú）受液體幹擾的（de）影響，而低（dī）頻勵磁分量則有著*好的零點穩定性，根（gēn）據高、低頻定時檢測到的各分量信號經過計算，便可得到流量信號。
雙頻矩形波勵磁測（cè）量原理如圖l所示，一個由高低頻分量迭加而（ér）成的電磁場通過勵磁線圈被施加到被測液體中，勵磁波形是在一個低頻矩形波上迭加一（yī）個高於市電頻率的矩形波而得到（dào）的波形（xíng）。在產生的電動勢中，低頻（pín）分量通（tōng）過一個大時間常數的積分電路獲得一個零點穩定性好的平穩流量信（xìn）號。而由漿液或低電（diàn）導率流體（tǐ）產生的低頻噪聲可被不受噪聲影響的高頻（pín）采樣電路所抑製，有著同樣時間常數的流量（liàng）信號經（jīng）過一個差分電路以確定流速信號的變化，把這兩種不同（tóng）頻（pín）率（lǜ）采樣所得的信（xìn）號結合起（qǐ）來可獲得一個穩定流速信號，該信號不受噪聲幹擾，且有較高的零點穩定性。
3.3電源幹（gàn）擾噪聲特點及冷凍水計量（liàng）表（biǎo）抗幹擾技術（shù）
冷凍水計量表一般都采用工頻交流電源供電，其電源（yuán）電壓的幅值和頻率的變化都會給（gěi）冷凍水計量（liàng）表帶來電源性幹擾噪（zào）聲。對電源電壓的幅值變化，因采用多級集成穩壓，一般而言電源電壓（yā）的幅值變化對電磁流量的測量精度影響不大。當電源（yuán）電壓（yā）的頻率（lǜ）波動時（shí），雖（suī）然其波動範圍有限，但（dàn）對冷凍水計量表測量精度影（yǐng）響較大。為了解決工頻幹擾問題，實現對流體流速感應電勢e柚信（xìn）號的準確測量，需利（lì）用以下基本關係：①勵磁周期為工頻周期的整數（shù）倍，即勵磁頻率（lǜ）為50／nHz(n為偶數)；②正負勵磁下的同相位采樣。圖2是對應低頻矩形波勵磁形式下的典型電勢信（xìn）號形式（shì），按上述（shù）關係在一個勵（lì）磁周（zhōu）期下，若假設t。和t：點為工頻幹擾的等效幹擾點，且采樣寬度T=T1=T2，則e –ab的基本算式為：，
式(4)從（cóng）理論上說明冷凍水計量表的工頻幹擾（rǎo）有可（kě）克服的途徑，即同步采樣技術，其方法是以同相位(t1=t2)、同寬度采樣（yàng）(T1=T2=T)為前提的，采樣頻率要選為工頻周期的（de）整（zhěng）數倍。這樣即使混有幹（gàn）擾信號，因其采樣時間（jiān）為完整的工頻周期，其平均值也為零，幹擾電壓不起作用。
4、冷凍水計量表選型（xíng）
4.1冷凍水計量表選型的一般原（yuán）則H1
(1)被測介質是否為導電液體或漿液，由此決定是否選（xuǎn）用冷凍水計量（liàng）表；
(2)被測介質的電導率決（jué）定冷凍（dòng）水計量表的類（lèi）型——是（shì）高電導率還是（shì）低電導率；
(3)工藝（yì）要求的*大、*小（xiǎo）和常用流量工藝管道的公稱通徑，決定介質的流速是否處在較經濟的流（liú）速點上，管道是否需要變徑，*後確定流量（liàng）計的口徑；1
(4)以工藝（yì）管道的布置情況，來確定采用一體型還是分體型流量計，以及流（liú）量計的防護（hù）等級等；
(5)根據被測介質是否易結晶、結疤來選擇電*型式；
(6)根據被測介質的腐蝕性來（lái）選擇電*材料；
(7)被測介質的腐蝕性.磨損性及溫度來決定采用何種（zhǒng）襯裏材料；
(8)被測介質的*高工作壓力決定流量（liàng）計的公稱壓力；
(9)工藝管道的絕緣性決定接地環的型式。
4.2根（gēn）據冷凍水計量表勵磁方式的的特點（diǎn）選型
(1)直流勵磁型
這種冷凍水計量表數量很少，隻用（yòng）於測（cè）量液態金屬流量（liàng），如常溫下的汞和高（gāo）溫下的液態鈉、鉀等。
(2)交流工頻勵磁型
較早（zǎo）期的冷凍水計量表用（yòng）50Hz工（gōng）頻市電勵磁，由於易受電磁幹擾和零點漂移等原因，現已逐漸被低頻（pín）矩形勵磁所（suǒ）代替。但（dàn）在測量泥漿、礦漿等液固兩（liǎng）相流時，低頻矩形波勵磁方式不能克服固（gù）體擦過電*表麵產生的尖（jiān）峰噪聲，而工頻交流勵磁的儀（yí）表則不存在這一缺點，所以國內外尚有一些冷凍水計量表仍采用交流工頻勵磁方式。
(3)低頻矩形波勵磁型1.·
由（yóu）於低頻矩形波勵磁方式功耗小，零點穩定性好，所以它是目前冷凍水計（jì）量表（biǎo）的主要（yào）勵磁方式。其波形（xíng）有“正一負”二值和“正（zhèng）一零一負一零”三值兩種。有的冷凍水計量表勵磁頻率（lǜ）可以由用戶設定，一般小口徑儀表用較高頻率，大口徑儀（yí）表用較低頻率。
(4)雙頻勵磁型
勵（lì）磁電流的波形（xíng）是（shì）在低頻矩形波上疊加高頻矩形波，主要為克服二值矩形波勵磁存在的漿液噪（zào）聲和（hé）流動噪聲，提高儀表的穩（wěn）定性和響應特性，因此廣泛用於製漿造紙及（jí）汙水處理等行業。
5、結（jié）束語
通過上麵分（fèn）析可知，冷凍水計量表具有（yǒu）測量精度（dù）高、速度快、使（shǐ）用方便，測量範圍（wéi）廣、口（kǒu）徑（jìng）寬等諸多（duō）優點，但同（tóng）時也存在著測量輸出信號易受工頻（pín）電磁（cí）幹擾，流體電化學噪聲及電源頻率變化影（yǐng）響的缺點。不同勵磁方式的冷凍水計量表具有不同的抗幹擾技術和應用範圍。正確了解（jiě）各種（zhǒng）勵磁技術（shù）的特點和不同冷凍水計量表的技術原理是正確使用冷凍水計（jì）量表的前（qián）提。
上一（yī）篇：淺析排汙計量表在自動配料（liào）控製係統中的應用