Kiểm soát và loại bỏ nhiễu trong đồng hồ đo lưu lượng điện từ

Theo các đặc điểm của hệ thống đồng hồ lưu lượng điện từ thông thường, bài báo này chủ yếu thảo luận về khía cạnh tối ưu phần cứng rằng sự ghép nối điện từ và cảm ứng tĩnh điện là những nguồn quan trọng gây nhiễu tiếng ồn do đồng hồ lưu lượng điện từ tạo ra. Trong quá trình truyền dẫn lưu lượng điện từ, vì các dây dẫn của hai điện cực nằm trong một trường từ giao biến, khi truyền dẫn được cấp điện, một lực điện động cảm ứng sẽ được sinh ra trong mạch kín của các dây dẫn. Loại tín hiệu nhiễu này chồng lên tín hiệu đo lường, ảnh hưởng đến hoạt động của hệ thống. Các phương pháp kích thích khác nhau sẽ dẫn đến các vấn đề nhiễu điện từ khác nhau. Chế độ kích thích dòng điện liên tục dễ bị nhiễu phân cực, trong khi chế độ kích thích dòng điện xoay chiều dễ bị nhiễu vuông góc (nhiễu 90 độ), nhiễu cùng pha (tức là nhiễu tần số điện lưới), v.v.

Hiệu ứng nhiễu đồng pha, nhiễu tần số công suất hoặc nhiễu chế độ chung của đồng hồ lưu lượng điện từ đề cập đến các tín hiệu nhiễu xuất hiện trên hai điện cực của bộ truyền tại cùng một thời điểm và có cùng biên độ và pha. Khi tốc độ dòng chảy bằng không, tức là khi chất lỏng được đo đang đứng yên, tín hiệu đồng pha được đo chính là tín hiệu nhiễu đồng pha. Có nhiều phương pháp để ức chế nhiễu đồng pha trong đồng hồ lưu lượng điện từ. Về phía bộ truyền, các điện cực và cuộn dây kích thích được làm cân bằng và đối xứng về hình dạng, kích thước và thông số hiệu năng, và được bảo vệ nghiêm ngặt riêng biệt để giảm ảnh hưởng của điện dung phân bố giữa các điện cực và cuộn dây kích thích.

Để giảm nhiễu đồng pha do dòng điện mặt đất, khi lắp đặt dây tiếp đất, các tấm bulông của ống ở hai đầu bộ truyền và vỏ của bộ chuyển đổi nên được nối vào cùng một điểm để giảm thiểu nhiễu đồng pha, nhưng không thể loại bỏ hoàn toàn. Do đó, trong giai đoạn tiền khuếch đại của bộ chuyển đổi, thường sử dụng mạch khuếch đại vi sai với nguồn dòng hằng số. Bằng cách tận dụng tỷ lệ từ chối chế độ chung cao của mạch khuếch đại vi sai, các tín hiệu nhiễu đồng pha đi vào đầu vào của bộ chuyển đổi sẽ triệt tiêu lẫn nhau và bị áp chế, điều này có thể đạt được hiệu quả rất tốt. Đồng thời, để tránh các tín hiệu nhiễu, tín hiệu giữa bộ truyền và bộ chuyển đổi phải được truyền bằng dây có lớp chống nhiễu.

Lấy mẫu vuông góc đề cập đến sự nhiễu loạn khác với tín hiệu dòng chảy về pha là 90 độ. Khi một bộ truyền cảm biến lưu lượng điện từ áp dụng phương pháp kích thích AC, một trường từ giao tiếp sẽ được tạo ra. Vòng lặp đóng gồm các điện cực, dây dẫn, môi trường đo và mạch đầu vào của bộ chuyển đổi nằm trong trường từ giao tiếp nhiễu loạn. Vòng lặp đóng này không thể hoàn toàn song song với các đường lực từ do trường từ giao tiếp của bộ truyền sinh ra. Luôn có một số đường lực từ giao tiếp đi qua vòng lặp đóng này. Điều này tạo ra một điện động lực nhiễu loạn trong mạch. Trong đồng hồ đo lưu lượng điện từ, các biện pháp được thực hiện cả ở bộ truyền và bộ chuyển đổi để loại bỏ hoặc giảm thiểu nhiễu loạn 90°.