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電磁流量計(jì)氣泡噪聲的解決方法
閱讀：1501發(fā)布時(shí)間：2018-11-30
電磁流量計(jì)測(cè)量原理是法拉第電磁感應(yīng)定律測(cè)量封閉管道中的導(dǎo)電液體和漿液的體積流量，包括酸、堿、鹽等強(qiáng)腐蝕性的液體。電磁流量計(jì)在鋼鐵行業(yè)冷卻水測(cè)量中出現(xiàn)的誤報(bào)警大多是由氣泡擦過(guò)電極，形成短暫時(shí)間的感應(yīng)信號(hào)為零，這是一種氣穴現(xiàn)象，我們稱(chēng)這種故障為氣泡噪聲。下面介紹一下氣泡噪聲問(wèn)題的避免和解決方法。
先，應(yīng)從安裝上滿(mǎn)足電磁流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度要求，規(guī)范儀表的安裝，選擇遠(yuǎn)離熱源的安裝場(chǎng)所，合理使用管道流速，選用光潔度高的PFA氟塑料襯里和高純氧化工業(yè)陶瓷導(dǎo)管。這些措施將有助于防止或減小旋渦和氣體分離的發(fā)生。也就是說(shuō)，改進(jìn)傳感器制造工藝、改善使用儀表環(huán)境條件和安裝條件、采用儀表上游加裝排氣閥等措施，有可能避免問(wèn)題的發(fā)生。
其次，合理地設(shè)置電磁流量計(jì)阻尼時(shí)間和功能，也可以解決出現(xiàn)氣泡噪聲測(cè)量的誤報(bào)警。阻尼時(shí)間的選擇是根據(jù)流量信號(hào)中發(fā)生氣泡噪聲的脈沖寬度來(lái)選取。一般應(yīng)取阻尼時(shí)間為氣泡噪聲脈沖寬度的3~5倍。如氣泡噪聲脈沖寬度是10s，阻尼時(shí)間應(yīng)取30~50s。具體選擇應(yīng)根據(jù)要求的控制精度，3倍脈沖寬度控制誤差在5%，5倍脈沖寬度控制精度高于1%。
加大儀表阻尼時(shí)間能有效地解決這種脈沖型氣泡噪聲的影響，同時(shí)也帶來(lái)了反應(yīng)遲鈍的缺點(diǎn)，即當(dāng)真正流量波動(dòng)時(shí)，儀表反應(yīng)很慢。這對(duì)要求靈敏控制的冷卻水系統(tǒng)無(wú)疑是個(gè)難題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，智能化電磁流量計(jì)可以使用軟件邏輯判斷即粗大誤差處理的方法。在出現(xiàn)這種故障時(shí)，通過(guò)調(diào)整流量的不敏感時(shí)間和變化幅度限制這兩個(gè)條件來(lái)判斷是流量的變動(dòng)，還是氣泡擦過(guò)電極。如果不是氣泡擦過(guò)電極的噪聲，CPU按正常采樣、運(yùn)算和數(shù)字濾波；如果判定產(chǎn)生的是氣泡噪聲，切除測(cè)量值，維持前面的流量測(cè)量值。這樣，正常流量測(cè)量期間阻尼時(shí)間仍然為3~6s。只有在有氣泡噪聲時(shí)，根據(jù)脈沖寬度設(shè)置的長(zhǎng)短將不敏感時(shí)間加長(zhǎng)，系統(tǒng)控制的時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)。
當(dāng)我們合理選擇具有粗大誤差抑制功能電磁流量轉(zhuǎn)換器的變化率限制值和不敏感時(shí)間值時(shí)，轉(zhuǎn)換器不僅能夠抑制氣泡噪聲引起的誤報(bào)警，而且在正常工作時(shí)儀表的反應(yīng)速度仍然能夠保持所設(shè)置的阻尼時(shí)間值。
電磁流量計(jì)氣泡噪聲的研究，應(yīng)該是用氣泡對(duì)電磁流量傳感器電極進(jìn)行模擬試驗(yàn)，但目前尚未有這種條件。因此，我們只用電磁流量信號(hào)發(fā)生器信號(hào)的切換，進(jìn)行氣泡噪聲的模擬。適當(dāng)?shù)剡x取阻尼時(shí)間和智能型電磁流量計(jì)處理氣泡噪聲故障的方法，對(duì)觀(guān)察流量計(jì)顯示與輸出信號(hào)變化，判斷處理氣泡噪聲的效果明顯。切換智能電磁流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的開(kāi)關(guān)，快速設(shè)置流速和零點(diǎn)，按需要保持信號(hào)為零的時(shí)間，模擬氣泡噪聲的發(fā)生和存在。改變儀表阻尼時(shí)間并設(shè)置不同的變化率限制值及不敏感時(shí)間值，測(cè)試儀表輸出的變化。結(jié)果表明，加大阻尼時(shí)間和智能化氣泡噪聲處理都能達(dá)到輸出不發(fā)生大的變化，后者更有利于正常測(cè)量期間測(cè)量反應(yīng)速度的提高。
先，應(yīng)從安裝上滿(mǎn)足電磁流量計(jì)上游直管段長(zhǎng)度要求，規(guī)范儀表的安裝，選擇遠(yuǎn)離熱源的安裝場(chǎng)所，合理使用管道流速，選用光潔度高的PFA氟塑料襯里和高純氧化工業(yè)陶瓷導(dǎo)管。這些措施將有助于防止或減小旋渦和氣體分離的發(fā)生。也就是說(shuō)，改進(jìn)傳感器制造工藝、改善使用儀表環(huán)境條件和安裝條件、采用儀表上游加裝排氣閥等措施，有可能避免問(wèn)題的發(fā)生。
其次，合理地設(shè)置電磁流量計(jì)阻尼時(shí)間和功能，也可以解決出現(xiàn)氣泡噪聲測(cè)量的誤報(bào)警。阻尼時(shí)間的選擇是根據(jù)流量信號(hào)中發(fā)生氣泡噪聲的脈沖寬度來(lái)選取。一般應(yīng)取阻尼時(shí)間為氣泡噪聲脈沖寬度的3~5倍。如氣泡噪聲脈沖寬度是10s，阻尼時(shí)間應(yīng)取30~50s。具體選擇應(yīng)根據(jù)要求的控制精度，3倍脈沖寬度控制誤差在5%，5倍脈沖寬度控制精度高于1%。
加大儀表阻尼時(shí)間能有效地解決這種脈沖型氣泡噪聲的影響，同時(shí)也帶來(lái)了反應(yīng)遲鈍的缺點(diǎn)，即當(dāng)真正流量波動(dòng)時(shí)，儀表反應(yīng)很慢。這對(duì)要求靈敏控制的冷卻水系統(tǒng)無(wú)疑是個(gè)難題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，智能化電磁流量計(jì)可以使用軟件邏輯判斷即粗大誤差處理的方法。在出現(xiàn)這種故障時(shí)，通過(guò)調(diào)整流量的不敏感時(shí)間和變化幅度限制這兩個(gè)條件來(lái)判斷是流量的變動(dòng)，還是氣泡擦過(guò)電極。如果不是氣泡擦過(guò)電極的噪聲，CPU按正常采樣、運(yùn)算和數(shù)字濾波；如果判定產(chǎn)生的是氣泡噪聲，切除測(cè)量值，維持前面的流量測(cè)量值。這樣，正常流量測(cè)量期間阻尼時(shí)間仍然為3~6s。只有在有氣泡噪聲時(shí)，根據(jù)脈沖寬度設(shè)置的長(zhǎng)短將不敏感時(shí)間加長(zhǎng)，系統(tǒng)控制的時(shí)間也會(huì)加長(zhǎng)。
當(dāng)我們合理選擇具有粗大誤差抑制功能電磁流量轉(zhuǎn)換器的變化率限制值和不敏感時(shí)間值時(shí)，轉(zhuǎn)換器不僅能夠抑制氣泡噪聲引起的誤報(bào)警，而且在正常工作時(shí)儀表的反應(yīng)速度仍然能夠保持所設(shè)置的阻尼時(shí)間值。
電磁流量計(jì)氣泡噪聲的研究，應(yīng)該是用氣泡對(duì)電磁流量傳感器電極進(jìn)行模擬試驗(yàn)，但目前尚未有這種條件。因此，我們只用電磁流量信號(hào)發(fā)生器信號(hào)的切換，進(jìn)行氣泡噪聲的模擬。適當(dāng)?shù)剡x取阻尼時(shí)間和智能型電磁流量計(jì)處理氣泡噪聲故障的方法，對(duì)觀(guān)察流量計(jì)顯示與輸出信號(hào)變化，判斷處理氣泡噪聲的效果明顯。切換智能電磁流量計(jì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的開(kāi)關(guān)，快速設(shè)置流速和零點(diǎn)，按需要保持信號(hào)為零的時(shí)間，模擬氣泡噪聲的發(fā)生和存在。改變儀表阻尼時(shí)間并設(shè)置不同的變化率限制值及不敏感時(shí)間值，測(cè)試儀表輸出的變化。結(jié)果表明，加大阻尼時(shí)間和智能化氣泡噪聲處理都能達(dá)到輸出不發(fā)生大的變化，后者更有利于正常測(cè)量期間測(cè)量反應(yīng)速度的提高。
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