摘(zhai)要:電磁(ci)流量計(jì)在我國(guo)工業、制(zhi)造業及(jí)其他行(hang)業的應(ying)用十分(fen)廣泛，在(zài)液體流(liu)量測量(liang)方面起(qǐ)到了不(bu)可替代(dai)的重要(yào)作用。由(you)于👨‍❤️‍👨流量(liang)計測量(liàng)的正确(què)程度直(zhi)接影響(xiang)到了生(sheng)産質量(liang)，測量🆚誤(wu)差可能(néng)會對生(sheng)産過程(cheng)造成巨(jù)大的經(jīng)濟損失(shi)，因此，通(tong)過研究(jiū)電磁流(liú)💋量計精(jing)度的😍影(ying)響因素(sù)，分析提(ti)升測量(liàng)精度的(de)方法和(hé)測量過(guo)程❗中👣的(de)抗幹擾(rao)能力具(jù)有十分(fèn)重要的(de)意義。
　　随(suí)着我國(guó)科學技(jì)術和經(jing)濟的不(bu)斷發展(zhǎn)與進步(bù)，電磁流(liu)❄️量計在(zài)我國的(de)工業、技(ji)術檢測(ce)和管理(li)等很多(duo)✏️領域得(de)到了廣(guǎng)泛的使(shi)用，電磁(cí)流量計(jì)具有良(liang)好的耐(nài)腐蝕性(xìng)，并具備(bei)可靠性(xing)高、适☁️應(yīng)性強的(de)特點。近(jin)年來，各(ge)個領域(yù)在不斷(duàn)⭐探索新(xīn)技✍️術的(de)同時，對(duì)電磁流(liú)量計的(de)正确程(cheng)度和穩(wen)定性也(ye)提出了(le)更高的(de)要求。能(néng)夠影響(xiang)電磁流(liú)量計精(jīng)度的因(yīn)素有很(hen)多，但隻(zhi)要明确(què)了主要(yao)的幹擾(rao)因素，就(jiu)能夠有(yǒu)針對性(xìng)地利用(yong)軟👅硬件(jian)技術來(lai)降低幹(gan)擾因素(su)對測量(liang)精度的(de)影響，有(you)效提升(sheng)❗電磁流(liu)量計工(gong)作的可(ke)靠性。
1基(jī)本原理(lǐ)介紹
　　電(diàn)磁流量(liang)計是以(yǐ)法拉第(dì)電磁感(gan)應定律(lǜ)爲理論(lùn)基礎而(er)制造的(de)一種流(liú)量計。電(dian)磁流量(liang)計在工(gong)作時由(you)磁路✏️系(xi)統産生(sheng)直流或(huò)交流磁(ci)場，用以(yi)提供測(cè)量所需(xū)的磁場(chǎng)環境，當(dāng)被測液(yè)體在導(dao)管中🥰通(tōng)過磁場(chǎng)區域時(shi)，會做切(qiē)割磁力(li)線運動(dong)，此💯時就(jiù)可以通(tong)過電極(ji)傳感器(qì)将導管(guan)内的流(liu)量轉換(huan)成爲感(gǎn)應電勢(shi)信号，并(bìng)将信号(hao)傳遞給(gěi)轉換器(qi)。轉換器(qi)将獲取(qǔ)的各種(zhǒng)不✉️同的(de)流量信(xin)号進🏃🏻‍♂️行(hang)分析、對(duì)比和放(fàng)大，最終(zhong)轉換成(chéng)爲标準(zhun)的信号(hào)輸出給(gei)積算儀(yi)，積算儀(yí)通過對(duì)信号的(de)處理，将(jiāng)測得的(de)流量在(zài)儀表上(shang)顯示，并(bing)對測量(liàng)結💃🏻果進(jin)行一定(ding)的記錄(lu)，其基♉礎(chǔ)工作流(liu)程如圖(tu)1所示。

2電磁流(liu)量計精(jing)度影響(xiang)因素分(fen)析
　　電磁(ci)流量計(jì)的幹擾(rao)信号有(you)很多，這(zhè)些幹擾(rǎo)信号會(huì)✉️和實⁉️際(ji)的流量(liang)信号相(xiang)混合，産(chan)生一種(zhong)十分複(fu)雜的數(shu)據處理(lǐ)情況㊙️。因(yīn)此，要提(tí)高電磁(ci)流量計(jì)對液體(ti)的測量(liàng)精度，就(jiu)必🔞須對(dui)這些幹(gàn)擾信号(hào)産生的(de)原因進(jìn)行分析(xī)與總結(jié)，以便有(yǒu)針對性(xing)🔴地采取(qǔ)抗👅幹擾(rǎo)措施，電(dian)磁流量(liang)計的常(chang)見影響(xiǎng)因素如(rú)下。
2.1正交(jiao)幹擾
　　電(dian)磁流量(liàng)計的磁(ci)路系統(tong)包含有(yǒu)兩個勵(lì)磁線圈(quan)，而導🔞管(guǎn)内的液(yè)體與傳(chuan)感器電(diàn)極及轉(zhuǎn)換器結(jie)構組成(cheng)了一個(gè)閉合的(de)♈回路，如(ru)圖2所示(shì)。理論情(qíng)況下，磁(ci)力線♉(圖(tu)中B)應與(yu)閉合🎯回(huí)路相平(ping)行，但是(shi)由于🙇🏻裝(zhuang)配過程(cheng)中的誤(wu)差，導緻(zhì)磁力線(xiàn)不可能(neng)完💃🏻全平(ping)行于這(zhè)一閉合(he)回路，出(chu)現部分(fen)磁力線(xiàn)成一定(dìng)角度穿(chuān)🈲過回路(lù)的現象(xiang)，這引起(qi)了即使(shǐ)沒有液(ye)體流🌈動(dong)的情況(kuang)下，傳感(gan)器♊的電(dian)極上🛀🏻也(yě)會産生(shēng)感應💞電(dian)動勢，就(jiù)形成了(le)正交幹(gàn)擾的基(jī)本形式(shì)。
　　當磁力(lì)線圈中(zhong)的電流(liu)發生變(bian)化時，由(you)于傳感(gan)器電極(ji)的作用(yong)，在🤞磁場(chǎng)發生轉(zhuan)變的過(guo)程中，兩(liǎng)個電極(jí)所🧑🏾‍🤝‍🧑🏼形成(chéng)的閉合(he)回路會(huì)産生🛀相(xiang)反的感(gǎn)應電壓(yā)，當磁場(chang)再次發(fa)生變化(hua)時，傳感(gǎn)器的電(dian)磁回路(lu)又會再(zai)次産生(shēng)相反的(de)感應電(diàn)壓🔴。由于(yú)磁力線(xiàn)圈磁場(chǎng)的變化(huà)總是由(yóu)一個穩(wěn)⁉️定狀态(tài)向另一(yī)個穩定(ding)狀态進(jin)行轉變(biàn)💋，再由此(cǐ)狀态轉(zhuǎn)變爲原(yuan)狀态，因(yin)此，所引(yǐn)起的電(dian)極反⭐向(xiàng)感應電(dian)✏️壓也具(jù)有相似(sì)的特質(zhi)，說明正(zheng)交幹擾(rǎo)的産生(shēng)隻與磁(ci)力線圈(quān)的磁場(chang)變化有(yǒu)關，與實(shí)際被測(cè)⭕的液體(ti)流量無(wú)關。因此(cǐ)，磁力線(xian)㊙️圈的勵(li)磁頻率(lǜ)是正交(jiāo)幹擾強(qiáng)弱的主(zhu)要影響(xiǎng)因素。
2.2同(tóng)相幹擾(rǎo)
　　在電磁(ci)流量傳(chuán)感器中(zhōng)，部分主(zhǔ)磁通會(huì)在流體(ti)内部形(xing)成🈲正交(jiao)幹擾的(de)閉合渦(wo)電流，由(you)于交變(bian)電流的(de)産生會(hui)導緻出(chu)現交變(biàn)磁場，而(er)引起與(yǔ)之正交(jiāo)相連的(de)💃🏻二次磁(cí)通産生(shēng)，同時因(yin)二次磁(ci)通的影(ying)🈲響，又會(hui)引起與(yǔ)二次磁(cí)💜通正交(jiāo)相✨連的(de)渦電流(liú)産生，這(zhè)就是同(tong)向♉幹擾(rǎo)産生的(de)主要原(yuán)因。
　　下式(shì)是由正(zhèng)交幹擾(rǎo)公式經(jīng)過微分(fèn)得到的(de)同向幹(gàn)擾公⭐式(shi)，通過公(gōng)示可知(zhī)，同相幹(gàn)擾與流(liú)量信号(hào)相位相(xiang)同，大小(xiao)與流量(liang)無🚶關，因(yīn)此很難(nan)将同向(xiang)幹擾産(chǎn)生的信(xìn)号與流(liú)量信号(hào)進行分(fen)離，隻能(néng)通過減(jiǎn)少磁路(lù)系統的(de)勵磁頻(pín)率來降(jiang)低同向(xiang)幹擾信(xìn)号的影(ying)響。
er=ω2Bmsinωt=(2πf)2Bmsinωt
式中(zhōng):er爲同相(xiàng)幹擾電(diàn)壓;f爲爲(wèi)勵磁頻(pin)率;ω和t爲(wèi)常量
2.3串(chuan)模幹擾(rǎo)與共模(mo)幹擾
　　串(chuàn)模幹擾(rǎo)是在單(dan)端信号(hao)輸入的(de)同時，還(hái)有多種(zhǒng)幹🎯擾信(xìn)号與其(qi)疊加在(zài)一起成(chéng)爲前置(zhi)放大器(qì)的輸入(rù)信号🐅。若(ruò)幹擾信(xìn)号過大(da)，容易導(dao)緻放大(dà)器飽和(hé)而無法(fǎ)正常❤️工(gōng)作。當♈設(shè)備存在(zài)漏磁問(wen)題時，也(ye)會在周(zhou)圍形成(cheng)很強的(de)交變磁(cí)場，從而(ér)會引起(qǐ)串模幹(gàn)擾的形(xíng)成。爲了(le)降低串(chuan)模幹擾(rao)産🈚生的(de)影響，現(xiàn)階段的(de)流量傳(chuán)感器通(tōng)常将“零(ling)阻值”的(de)被測流(liu)體作爲(wèi)轉換放(fang)大🈲器的(de)接地端(duan)，而傳感(gǎn)器的兩(liang)個電極(jí)✂️作爲放(fàng)大器的(de)輸入端(duān)，這就很(hen)好的🔴抑(yì)制了幅(fú)度相等(děng)㊙️和極性(xing)相同的(de)串模幹(gàn)擾。共模(mó)幹擾主(zhu)要是由(you)于靜電(dian)幹擾♈引(yǐn)起的，一(yi)般情況(kuang)下，共模(mó)幹擾不(bu)會直接(jie)影響🐅測(cè)量的結(jie)果，但是(shì)若轉換(huan)放大器(qì)的輸入(rù)參數存(cún)在不對(dui)稱問題(ti)時，共模(mó)幹擾就(jiù)會轉變(biàn)爲串模(mo)幹擾來(lai)影響最(zuì)終的測(cè)量結果(guǒ)，将電解(jie)質與金(jīn)屬材料(liao)圈和電(dian)極進行(hang)屏蔽能(néng)夠有效(xiao)地降低(di)共模幹(gàn)擾的影(yǐng)響。
2.4直流(liú)幹擾
　　在(zai)被測液(yè)體與電(dian)極和接(jie)液部件(jiàn)接觸過(guo)程中，電(diàn)解質⛷️中(zhōng)的正負(fù)💛離子會(huì)分别作(zuò)定向運(yun)動，這會(huì)使被測(ce)液體在(zài)電極和(he)接液⛹🏻‍♀️部(bù)件之間(jian)形成電(dian)位差，通(tōng)常将這(zhe)種現象(xiang)稱爲極(jí)化現象(xiàng)。如圖3所(suo)示，理論(lùn)上來說(shuo)，兩🥵電極(ji)A和B對接(jie)液部件(jiàn)的電位(wèi)e1、e2大小相(xiàng)等、方向(xiàng)相反，此(ci)🔞時兩電(dian)極的電(diàn)位差等(děng)于零。但(dàn)是，若兩(liang)電極的(de)材質或(huo)表面狀(zhuàng)态存在(zài)差異，此(ci)時A、B電❤️極(jí)之間的(de)電位差(cha)就🌈不爲(wei)零，這就(jiu)形成了(le)極化電(dian)壓，極化(huà)電壓與(yǔ)共模狀(zhuang)态💰的電(diàn)壓e3一起(qǐ)疊加在(zai)流量信(xìn)号中，被(bèi)輸入轉(zhuan)換器的(de)差動放(fàng)🔞大器。當(dāng)極化電(diàn)壓過大(dà)，則會對(dui)差動💋放(fàng)大🥵器的(de)輸入端(duan)造成較(jiao)大影響(xiǎng)，導緻信(xin)号無法(fa)放大或(huo)流量信(xìn)号的輸(shū)出波動(dòng)過大，從(cóng)而降低(di)了電磁(cí)流量計(ji)的測量(liang)精度。

3電(diàn)磁流量(liang)計的抗(kàng)幹擾方(fang)式
　　由于(yú)電磁流(liu)量計測(cè)量精度(du)的幹擾(rǎo)因素很(hěn)多，且電(diàn)🏒磁流量(liang)計的工(gōng)作條件(jiàn)通常也(ye)比較惡(è)劣，電磁(ci)流量計(ji)的測量(liang)準确程(chéng)度除受(shòu)到系統(tong)内部産(chǎn)生的信(xìn)号幹擾(rǎo)外，還會(huì)不可避(bì)免的受(shòu)到多種(zhong)環境因(yīn)素的影(yǐng)響，電磁(cí)流量計(ji)測量的(de)誤差，會(hui)給生産(chan)帶來重(zhòng)大的🆚經(jing)濟損失(shi)。因此，提(ti)升流量(liang)計的可(ke)靠性與(yǔ)測量精(jīng)度☔，減少(shǎo)幹擾對(duì)💋測量值(zhí)的影響(xiang)程度，是(shi)電磁流(liu)量計發(fa)展必須(xu)要做的(de)工作。
3.1硬(yìng)件抗幹(gàn)擾技術(shu)
(1)電源端(duan)所産生(shēng)的幹擾(rǎo)是電子(zǐ)産品較(jiao)爲常見(jiàn)的精度(dù)幹擾因(yīn)🏃素💯，由于(yú)這種幹(gan)擾無法(fǎ)完全被(bei)去除，隻(zhī)能通過(guo)📞減小🍓幹(gàn)擾脈沖(chong)的幅度(du)來降低(di)其影響(xiang)。在實際(jì)工作中(zhong)常采用(yong)在交流(liu)進線端(duan)🔞串接入(ru)低通LC濾(lü)波器的(de)方式來(lai)實現，這(zhe)種方法(fa)在實際(jì)的工作(zuo)中産生(sheng)了🔴顯著(zhe)地效果(guo)。
(2)傳輸電(diàn)纜所産(chǎn)生的雜(zá)散電磁(cí)場會通(tong)過感應(yīng)和輻射(she)的方式(shì)進入信(xìn)道而産(chan)生幹擾(rǎo)，利用雙(shuāng)芯屏蔽(bi)電💰纜能(neng)夠實現(xiàn)較長線(xiàn)路傳🔞輸(shū)的抗幹(gan)擾功能(néng)。對于環(huan)境更爲(wei)惡劣的(de)情況，爲(wèi)提高抗(kang)幹擾能(néng)力，可采(cǎi)用光電(dian)隔離方(fang)式将系(xì)統控制(zhi)部分與(yǔ)I/O口部分(fen)分開，并(bing)采🆚用雙(shuāng)電源供(gòng)🛀電來降(jiàng)低幹擾(rao)産生的(de)精度影(ying)響。
(3)除了(le)有針對(duì)性的抵(dǐ)抗幹擾(rao)之外，還(hái)可以采(cai)取增加(jiā)硬件的(de)方式提(tí)升系統(tong)的整體(ti)抗幹擾(rǎo)能力。例(lì)如:選擇(ze)和使用(yong)❤️抗幹擾(rao)能力強(qiang)的單片(piàn)機;使用(yong)硬件看(kàn)門狗電(dian)路;使用(yong)電壓檢(jian)測電路(lu);盡可能(néng)使用單(dan)片機的(de)内部程(cheng)序🥵存儲(chǔ)器和内(nei)部數據(jù)存儲器(qì)等。
3.2軟件(jian)抗幹擾(rǎo)技術
(1)通(tōng)過在系(xì)統程序(xu)的關鍵(jiàn)位置插(cha)入部分(fen)單字節(jiē)指令👄或(huò)将單字(zì)節指令(lìng)進行重(zhòng)寫，從而(er)達到恢(hui)複“跑飛(fei)”程序的(de)目的，這(zhe)🌂種方法(fǎ)稱之爲(wèi)指令冗(rong)餘。指令(ling)冗餘的(de)主要方(fāng)法包🏃括(kuo)以下兩(liǎng)點:一是(shì)在雙字(zì)節指令(lìng)和3字節(jie)指令之(zhi)後插入(rù)兩個單(dān)字節NOP指(zhǐ)令，以保(bǎo)證其後(hòu)的指令(lìng)不被拆(chāi)散。二是(shì)對♉于程(chéng)序流向(xiang)起決定(ding)作用的(de)指令和(he)某些🏃‍♂️對(duì)系統工(gōng)作狀态(tài)有重要(yao)作用的(de)指👅令的(de)後面，可(ke)重複寫(xiě)上這些(xiē)指令，以(yi)确保這(zhè)些指令(ling)的🚶‍♀️正确(què)執行。
(2)若(ruo)“跑飛”程(chéng)序進入(rù)非程序(xù)區或者(zhe)表格區(qu)時，指令(lìng)冗👄餘則(ze)無法起(qǐ)📞到抗幹(gan)擾的目(mù)的，此時(shí)可采用(yong)設置軟(ruǎn)件陷阱(jing)對“跑飛(fei)”程序❓進(jin)行攔截(jié)，軟件陷(xiàn)阱能将(jiāng)“跑飛🛀”程(chéng)序引向(xiang)某一位(wèi)置，再通(tōng)過編⭐制(zhì)的程序(xu)對“跑飛(fēi)”程序進(jìn)行恢複(fú)。
(3)某些程(cheng)序被幹(gàn)擾後容(rong)易陷入(rù)死循環(huán)模式，通(tong)過程序(xu)監視✏️技(ji)🌈術，能夠(gòu)及時發(fa)現運行(hang)超時的(de)程序，并(bing)采用相(xiàng)應的方(fāng)式使程(cheng)🤟序複位(wèi)，保證程(cheng)序的正(zheng)常運行(hang)。
4結語
　　總(zong)之，在保(bǎo)證電磁(ci)流量計(ji)基本使(shǐ)用功能(néng)的前提(tí)下🐇，通過(guo)🚶對✉️現👨‍❤️‍👨階(jiē)段技術(shu)的影響(xiang)因素進(jin)行分析(xī)，就能夠(gòu)有針✔️對(dui)性地降(jiàng)低幹擾(rao)對測量(liang)結果産(chan)生的影(ying)響，從⭐而(er)保證電(dian)磁流🌂量(liàng)計工作(zuo)過程的(de)可靠⚽性(xing)，避免因(yīn)測量不(bú)準确而(ér)導緻的(de)‼️經濟損(sun)失💰和事(shi)故發生(sheng)。

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