電磁流量計測量兩相流流體時,常常出現(xiàn)如圖3—44那樣的輸出抖動現(xiàn)象,這就是所謂存在“漿狀流體噪聲”。應用低頻矩形波勵磁方式與交流勵磁方式比較,最重要的進步在于減小了電磁感應的干擾,增強流量計的零點穩(wěn)定性,一定程度上改善了直流極化電壓的影響。但是,實踐表明金屬材料的極化電壓形成的干擾,如圖3—45所示,幅度大小與電極上的信號頻率成反比。所以,勵磁頻率愈低,電極上的直流極化電壓也愈高。通常,兩電極上的這種極化電壓對流體呈共模形式進入轉換器,可以被差動放大器所抑制,表現(xiàn)不出來。如果直流極化電壓幅度不相等(事實上,直流極化電壓是隨著溫度、流體介質離子分布、流速大小以及電極表面狀況而緩慢地漂移、變動),這樣共模電壓會轉化成差模電壓,被差動放大器所放大,因而極化電壓的輸出將影響測量信號。
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流體中的固體顆;蚶w維摩擦電極會形成一種波形呈尖狀的干擾,習慣稱作“尖狀干擾”,圖3—46可以說明這種干擾的形成。金屬在電解質中腐蝕的現(xiàn)象告訴我們,電極為了抗拒電解質的腐蝕,往往在與流體開始接觸時,其表面先形成一種薄的氧化膜。在形成氧化膜的過程中,金屬與電解質之間產生極高的極化電壓。如果兩電極的材質和表面狀態(tài)完全相同,金屬‘j電解質之間的極化電壓成為極性相同、幅度相等的共模干擾電壓。當流體中的固體顆粒或纖維摩擦或撞擊電極表面,把電極表面薄層氧化膜拉破或生成劃痕,傷破的氧化膜需要重新形成。在重新形成氧化膜的過程中,電極對流體間的極化電壓將發(fā)生突變。如果兩個電極材質、結構、表面狀態(tài)存在差異,所產生的極化共模干擾變?yōu)椴钅8蓴_。于是,就出現(xiàn)了流量計測量輸出的大幅度波動(擺動)。
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圖3—46漿液噪聲的成因
從以上分析說明,固液兩相流測量問題的解決,需要從勵磁頻率的選擇上去解決。這就是在漿液測量中,除了保留工頻50Hz或60I-Iz勵磁頻率外,現(xiàn)在還用高頻矩形波勵磁或雙頻勵磁的原因。對于現(xiàn)代的電磁流量計,轉換器是智能型的。因此,還可以對通過測量信號中成分的判斷,采用粗大誤差處理方法,限定“尖狀干擾”的幅度,并進行數(shù)字濾波來處理,使輸出平滑,這種技術稱為變化率限制(Ratelimit)技術。圖3—47(a)為變化率限制技術軟件處理框圖;圖3—47(b)為經(jīng)變化率限制技術處理后,施加階躍輸入的輸出變化;圖3—47(c)為經(jīng)處理的漿液干擾的輸出變化。 |