Подавление и устранение помех в электромагнитных расходомерах

Согласно характеристикам общей системы электромагнитного расходомера, в данной статье главным образом рассматривается с точки зрения оптимизации аппаратного обеспечения, что электромагнитная связь и электростатическая индукция являются важными источниками помехового шума, возникающего в электромагнитных расходомерах. При передаче электромагнитного сигнала, так как провода двух электродов находятся в переменном магнитном поле, при подаче питания возникает индуцированное электродвижущее силу в замкнутой цепи проводников. Этот вид помехового сигнала накладывается на измерительный сигнал, влияя на работу системы. Различные методы возбуждения вызывают различные проблемы электромагнитных помех. Режим постоянного тока (DC) склонен к поляризационным помехам, тогда как режим переменного тока (AC) склонен к ортогональным помехам (помехам на 90 градусов), синфазным помехам (то есть, частотным помехам сети) и т.д.

Синфазные помехи, частотные помехи питания или общие помехи электромагнитных расходомеров относятся к сигналам помех, которые появляются на двух электродах передатчика в один и тот же момент времени с одинаковой амплитудой и фазой. Когда расход равен нулю, то есть когда измеряемая жидкость находится в покое, синфазный сигнал, который измеряется, является сигналом синфазной помехи. Существует множество методов подавления синфазных помех в электромагнитных расходомерах. Что касается передатчика, электроды и возбуждающие катушки создаются сбалансированными и симметричными с точки зрения геометрической формы, размера и параметров производительности, и строго экранируются для уменьшения влияния распределенной емкости между электродами и возбуждающими катушками.

Для снижения синфазных помех, вызванных током заземления, при установке провода заземления фланцевые пластины труб с обоих концов передатчика и корпус преобразователя должны быть подключены к одной точке, чтобы минимизировать синфазные помехи, но полностью устранить их невозможно. Поэтому на предварительной стадии усиления в преобразователе обычно используется дифференциальная усилительная цепь с источником постоянного тока. Благодаря высокому коэффициенту подавления общего режима дифференциального усилителя, синфазные помехи, попадающие на вход преобразователя, взаимно компенсируются и подавляются, что дает очень хороший эффект. При этом, для избежания сигналов-помех, сигнал между передатчиком и преобразователем должен передаваться по экранированным проводам.

Ортогональная интерференция относится к интерференции, которая отличается от сигнала потока на 90 градусов по фазе. Когда электромагнитный расходомер использует метод АС возбуждения, создается переменное магнитное поле. Замкнутая петля, состоящая из электродов, проводников, измеряемой среды и входной цепи преобразователя, находится в интерферирующем переменном магнитном поле. Замкнутая петля не может быть полностью параллельна линиям магнитного поля, создаваемого переменным магнитным полем трансмиттера. Всегда будут присутствовать некоторые переменные магнитные линии, проходящие через эту замкнутую петлю. Это создает наводимую электродвижущую силу внутри цепи. В электромагнитных расходомерах принимаются меры как с стороны трансмиттера, так и с стороны преобразователя для устранения или подавления интерференции на 90°.