電磁流量計における干渉の抑制と除去

一般の電磁流量計システムの特徴に基づき、本論文では主にハードウェア最適化の観点から、電磁結合と静電誘導が電磁流量計によって発生する干渉ノイズの重要な原因であることを議論します。電磁流量送信において、2つの電極のリード線は交代磁場内にありますので、送信機が動作すると、リード線の閉じた回路内で誘起起電力が発生します。この種の干渉信号は測定信号に重ね合わされ、システムの動作に影響を与えます。さまざまな励磁方法は異なる電磁干渉問題を引き起こします。直流励磁モードは極化干渉にかかりやすく、交流励磁モードは直交干渉（90度干渉）や同相干渉（いわゆる電源周波数干渉）などにかかりやすいです。

電磁流量計における同位相干渉、電力周波数干渉または共通モード干渉とは、送信機の2つの電極に同時に現れ、同じ振幅と位相を持つ干渉信号を指します。流量がゼロの場合、つまり測定対象の液体が静止している場合、測定される同位相信号は同位相干渉信号となります。電磁流量計における同位相干渉を抑える方法はいくつか存在します。送信機に関しては、電極と励磁コイルを幾何学的な形状、サイズ、性能パラメータにおいてバランスよく対称的にし、それぞれ厳密にシールドすることで、電極と励磁コイル間の分散容量の影響を減らします。

接地電流によって引き起こされる同位相干渉を減らすために、接地線を設置する際には、トランスミッターの両端の配管のフランジプレートとコンバーターのハウジングを同じ点に接続し、同位相干渉を最小限に抑える必要がありますが、完全に排除することはできません。そのため、コンバーターのプリアンプ段では通常、定電流源を持つ差動増幅回路が採用されます。差動増幅器の高い共モード除去比を利用して、コンバーターの入力端に入力される同位相干渉信号は互いに打ち消され、抑制されるため、非常に良い効果が得られます。さらに、干渉信号を避けるために、トランスミッターとコンバーター間の信号は必ずシールド線で伝送する必要があります。

直交干渉とは、流れ信号に対して位相が90度異なる干渉のことです。電磁流量送信機がAC励磁法を採用すると、交代磁場が生成されます。電極、リード線、測定媒体および変換器の入力回路で構成される閉ループは、この干渉する交代磁場の中に存在します。送信機の交代磁場によって生じる磁力線に対して、この閉ループは完全に平行になることはできません。常にいくつかの交代磁場の磁力線がこの閉ループを通ることになり、これにより回路内で干渉電動勢が発生します。電磁流量計では、送信機と変換器の両方から90°の干渉を除去または抑制する措置が取られます。