電磁流量計(jì)的測(cè)量過(guò)程不受被測(cè)介質(zhì)溫度、黏度、密度等因素影響，具有測(cè)量速度快、精度高、測(cè)量口徑寬、輸出線性度好，與被測(cè)介質(zhì)不接觸，耐腐蝕、抗磨損，流體壓力損失小等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛應(yīng)用于造紙廠紙漿、助劑、水等流體的測(cè)量。但是，電磁流量計(jì)也有其不足，傳感器的輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)很小，容易受到外界電磁干擾，如何提高電磁流量計(jì)的電磁兼容性，使其能在惡劣的電磁環(huán)境正常使用是電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)必須考慮的問(wèn)題。文中以橫河公司的ADMAGAE系列電磁流量計(jì)為例，結(jié)合筆者的工程實(shí)踐，介紹有關(guān)電磁流量計(jì)的使用并分析其電磁兼容性（EMC）電磁流量計(jì)的工作以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，即當(dāng)一個(gè)導(dǎo)體在電磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，并且運(yùn)動(dòng)方向垂直于電磁場(chǎng)時(shí)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向垂直于導(dǎo)體運(yùn)動(dòng)和電磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的方向，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度和磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比。當(dāng)導(dǎo)電流體以平均流速V（m/sM過(guò)一根內(nèi)徑為D（m）的管子時(shí)，若管子內(nèi)存在一個(gè)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B（T的磁場(chǎng)，那么就可產(chǎn)生一個(gè)垂直于磁場(chǎng)方向和流體流動(dòng)方向的電動(dòng)勢(shì)E容積流量Q為：將有兩種方法，一是利用顯示面板上的按鍵，二是利用手持智能終端。

　　2 1使用面板進(jìn)行參數(shù)設(shè)定ACMAGAE系列電磁流量計(jì)面板上常用的符號(hào)有：爍；（4）顯示數(shù)據(jù)顯示流量數(shù)據(jù)、設(shè)定數(shù)據(jù)和報(bào)警的種類；（6）設(shè)定鍵這些鍵用來(lái)改變數(shù)據(jù)顯示和設(shè)定數(shù)據(jù)的類型。數(shù)據(jù)顯示類型共有3種：流量數(shù)據(jù)顯示模式、設(shè)定模式、報(bào)警顯示模式。

　　2 11流量數(shù)據(jù)顯示模式流量數(shù)據(jù)顯示模式表示的是瞬時(shí)流量值和累積流量值，ADMAGAE可顯示12種類型的流量數(shù)據(jù)。進(jìn)入流量顯示模式用“d”參數(shù)來(lái)改變顯示項(xiàng)，詳細(xì)設(shè)定可流量計(jì)用戶手冊(cè)。

　　2L2設(shè)定模式設(shè)定模式用來(lái)檢查參數(shù)內(nèi)容和重寫數(shù)據(jù)。只要按下“SET鍵，可將該模式從正常的操作模調(diào)出。

　　213報(bào)警顯示模式當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，報(bào)警模式就會(huì)取代當(dāng)前模式來(lái)顯示發(fā)生報(bào)警的類型，但是這種情況只是發(fā)生在當(dāng)前流量顯示模式或設(shè)定模參數(shù)號(hào)被改變時(shí)（當(dāng)正在該部數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，不顯示報(bào)警）。

　　22BT智能終端設(shè)定具有智能通信功能的儀表可與智能終端通信。

　　橫河的智能終端有BT00BT200等型號(hào)，簡(jiǎn)稱BT智能終端，它們采用BRAN協(xié)議，將1個(gè)±2mA 241H的調(diào)制信號(hào)迭加到4~20mA的模擬信號(hào)上用作信號(hào)傳輸。由于調(diào)制信號(hào)是交流信號(hào)，所以迭加不會(huì)影響模擬信號(hào)的數(shù)值。

　　BT智能終端與流量計(jì)的連接有兩種方式：一是直接與流量計(jì)端蓋下面的BT端子相連，這種方式?jīng)r；二是與4~20mA直流信號(hào)線連接，BT智能終端可以連接在從控制柜到流量計(jì)信號(hào)線的任何位置，zui大距離可達(dá)2km只要保證整個(gè)回路的負(fù)載電阻在250~750之間，就可以可靠地通信。這種方式操作者不必去現(xiàn)場(chǎng)，在控制室就可對(duì)流量計(jì)進(jìn)行設(shè)置和在線監(jiān)測(cè)，是使用zui多的一種方式。B智能終端采用菜單式操作，可以隨時(shí)顯示和修改電磁流量計(jì)的各種參數(shù)，其基本的操作有流量計(jì)自檢、量程調(diào)整、顯示方式設(shè)置、報(bào)警設(shè)置等。

　　2 3電磁流量計(jì)數(shù)據(jù)設(shè)定與組態(tài)電磁流量計(jì)是根據(jù)與流體流速相對(duì)應(yīng)的微小電動(dòng)勢(shì)計(jì)算出體積流量并輸出4~20mA的信號(hào)。為保證獲得正確的信號(hào)，必須設(shè)定通徑、流量量程和儀表系數(shù)3個(gè)參數(shù)，這3個(gè)參數(shù)中，通徑和儀表系數(shù)早在儀表出廠前就設(shè)定好的，因此用戶不能設(shè)定這兩個(gè)參數(shù)。用戶也可以在儀表出廠前將流量量程設(shè)定好，這種設(shè)定只有在用戶要求改變量程時(shí)才可進(jìn)行重新設(shè)定。

　　3電磁兼容性分析電磁流量計(jì)的工作以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)，產(chǎn)生的正比于被測(cè)流量的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)通常很小，極易受到外界電磁干擾，而它本身產(chǎn)生的電磁干擾很小，因此電磁流量計(jì)的電磁兼容性主要體現(xiàn)在它如何在惡劣的電磁環(huán)境下正常工作。在惡劣的電磁環(huán)境下，電磁耦合靜電感應(yīng)是電磁流量計(jì)干擾噪聲的主要來(lái)源；被測(cè)流體介質(zhì)特性產(chǎn)生的電化學(xué)干擾噪聲是電磁流量計(jì)干擾噪聲的第二來(lái)源；電磁流量計(jì)供電電源的電壓和頻率波動(dòng)等電源干擾噪聲是電磁流量計(jì)干擾噪聲的第三來(lái)源。為滿足儀表的EMC要求，智能電磁流量計(jì)分別采用硬件和軟件抗干擾技術(shù)|1，以提高電磁流量計(jì)抗*力。

　　3 1工頻干擾噪聲的特點(diǎn)及電磁流量計(jì)抗干擾技工頻干擾噪聲首先是由電磁流量計(jì)勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合形成，其二是電磁流量計(jì)工作現(xiàn)場(chǎng)的工頻共模干擾，其三是供電電源引入的工頻串模干擾等，其產(chǎn)生的物理機(jī)理均是電磁感應(yīng)原理。

　　電磁流量計(jì)勵(lì)磁繞組和流體、電極、放大器輸入回路的電磁耦合產(chǎn)生的工頻干擾對(duì)電磁流量計(jì)工作影響zui大，而且在不同的勵(lì)磁技術(shù)下其表現(xiàn)的形態(tài)、特性不同，因而采取抗干擾措施也不同。在工頻正適用于現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或流量計(jì)不具備智能通信功能的情弦波勵(lì)磁磁場(chǎng)下，此種電磁耦合工頻干擾噪聲表現(xiàn)工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置形式為正交干擾，又稱為變壓器電勢(shì)，特點(diǎn)是干擾噪聲幅值和工頻正弦波勵(lì)磁頻率成正比，相位滯后流量信號(hào)電勢(shì)90°且幅值較流量信號(hào)電勢(shì)大幾個(gè)數(shù)量級(jí)。直流勵(lì)磁、低頻矩形波勵(lì)磁及雙頻矩形波勵(lì)磁技術(shù)，可以基本消除正交干擾的影響。

　　工頻共模干擾和工頻串模干擾這兩種常見的干擾，主要是由于電磁屏蔽缺陷，分布電容耦合，電磁流量計(jì)接地不良等原因而產(chǎn)生，電磁流量計(jì)采用輸入保護(hù)技術(shù)、高輸入阻抗、高共模抑制比自舉前置放大器技術(shù)以及重復(fù)接地技術(shù)等提高抗工頻干擾的能力。AEMAGAE系列電磁流量計(jì)配有接地環(huán)，其作用是通過(guò)與液體接觸，建立液體接地，確?；鶞?zhǔn)電位與被測(cè)液體相同，并且保護(hù)流量計(jì)內(nèi)襯。

　　3 2電化學(xué)干擾噪聲的特點(diǎn)及電磁流量計(jì)抗干擾技術(shù)321電化學(xué)干擾噪聲的特點(diǎn)（1）電化學(xué)極化電勢(shì)干擾是由于電極感生電動(dòng)勢(shì)在兩極極性不同而導(dǎo)致電解質(zhì)在電極表面極化產(chǎn)生。雖然采用正負(fù)交變勵(lì)磁磁場(chǎng)能顯著減弱極化電勢(shì)的數(shù)量級(jí)，但不能從根本上*消除極化電勢(shì)干擾。

　?。?）泥漿干擾是在測(cè)量液固兩相導(dǎo)電性流體流量時(shí)，固體顆?；蛘邭馀莶吝^(guò)電極表面時(shí)，電極表面的接觸電化學(xué)電勢(shì)突然變化，電磁流量傳感器輸出信號(hào)出現(xiàn)尖峰脈沖狀干擾噪聲。

　?。?）流體流動(dòng)噪聲是在測(cè)量低導(dǎo)率液體（00S/m以下）流量時(shí)，電極的電化學(xué)電勢(shì)定期波動(dòng)，產(chǎn)生隨流量增加而頻率增加的隨機(jī)干擾噪聲，具有類似泥漿干擾的1/頻譜特性。

　　322電磁流量計(jì)抗電化學(xué)干擾技術(shù)電磁流量計(jì)在提高抗電化學(xué)*力方面采取的措施主要是低頻矩形波勵(lì)磁和雙頻勵(lì)磁技術(shù)。低頻矩形波勵(lì)磁既具有直流勵(lì)磁技術(shù)不產(chǎn)生渦流效應(yīng)、變壓器效應(yīng)（正交干擾）的特點(diǎn)，又具有工頻正弦波勵(lì)磁基本不產(chǎn)生極化效應(yīng)，便于放大信號(hào)處理，而能避免直流放大器零點(diǎn)漂移、噪聲、穩(wěn)定性等問(wèn)題的產(chǎn)生，有較好的抗干擾性能。

　　低頻矩形波勵(lì)磁雖然具有優(yōu)良的零點(diǎn)穩(wěn)定性，但在測(cè)量泥漿、紙漿等含纖維和固體顆粒的液固兩相導(dǎo)電性流體流量時(shí)無(wú)法克服泥漿干擾和流體噪聲干擾。研究分析表明，泥漿干擾和流動(dòng)噪聲具有1f的頻譜特征。低頻時(shí)幅值大，高頻時(shí)幅值小，如果采用較高頻率的低頻矩形波勵(lì)磁則能大大降低泥漿干擾和流動(dòng)噪聲，提高傳感器輸出信號(hào)的信噪比。

　　綜上所述，要保證電磁流量計(jì)的零點(diǎn)穩(wěn)定性，采用低頻矩形波勵(lì)磁；為了能較準(zhǔn)確地測(cè)量液固兩相導(dǎo)電性流體和低導(dǎo)電率流體的流量，又必須采用較高頻率的矩形波勵(lì)磁。采用所示的雙頻矩形波勵(lì)磁的方法是*方案。

　　323雙頻矩形波勵(lì)磁工作及抗干擾原理在電磁流量計(jì)測(cè)量管內(nèi)形成含有兩個(gè)頻率分量的電磁場(chǎng)：高頻勵(lì)磁分量不受液體干擾的影響，而低頻勵(lì)磁分量則有著*的零點(diǎn)穩(wěn)定性，根據(jù)高、低頻定時(shí)檢測(cè)到的各分量信號(hào)經(jīng)過(guò)計(jì)算，便可得到流量信號(hào)。

　　雙頻矩形波勵(lì)磁測(cè)量原理如所示，一個(gè)由高低頻分量迭加而成的電磁場(chǎng)通過(guò)勵(lì)磁線圈被施加到被測(cè)液體中，勵(lì)磁波形是在一個(gè)低頻矩形波上迭加一個(gè)高于市電頻率的矩形波而得到的波形。在產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)中，低頻分量通過(guò)一個(gè)大時(shí)間常數(shù)的積分電路獲得一個(gè)零點(diǎn)穩(wěn)定性好的平穩(wěn)流量信號(hào)。而由漿液或低電導(dǎo)率流體產(chǎn)生的低頻噪聲可被不受噪聲影響的高頻采樣電路所抑制，有著同樣時(shí)間常數(shù)的流量信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)差分電路以確定流速信號(hào)的變化，把這兩種不同頻率采樣所得的信號(hào)結(jié)合起來(lái)可獲得一個(gè)穩(wěn)定流速信號(hào)，該信號(hào)不受噪聲干擾，且有較高的零點(diǎn)穩(wěn)定性。

　　擾的數(shù)量級(jí)，因此提高勵(lì)磁頻率有助于降低泥漿干基本信號(hào)關(guān)系工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置電磁流量計(jì)一般都采用工頻交流電源供電，其電源電壓的幅值和頻率的變化都會(huì)給電磁流量計(jì)帶來(lái)電源性干擾噪聲。對(duì)電源電壓的幅值變化，因采用多級(jí)集成穩(wěn)壓，一般而言電源電壓的幅值變化對(duì)電磁流量的測(cè)量精度影響不大。當(dāng)電源電壓的頻率波動(dòng)時(shí)，雖然其波動(dòng)范圍有限，但對(duì)電磁流量計(jì)測(cè)量精度影響較大。為了解決工頻干擾問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流速感應(yīng)電勢(shì)e信號(hào)的準(zhǔn)確測(cè)量，需利用以下基本關(guān)系：①勵(lì)磁周期為工頻周期的整數(shù)倍，即勵(lì)磁頻率為50/nHzn為偶數(shù)）②正負(fù)勵(lì)磁下的同相位采樣。是對(duì)應(yīng)低頻矩形波勵(lì)磁形式下的典型電勢(shì)信號(hào)形式，按上述關(guān)系在一個(gè)勵(lì)磁周期下，若假設(shè)t和t點(diǎn)為工頻干擾的等效干擾點(diǎn)，且采樣寬度T=T=T則e！的基本算式13為：（t）=T」」+Te（t）d―何偉，陳廷云，賀昌蓉。智能電磁流量計(jì)抗干擾技術(shù)的研究IJ.中國(guó)測(cè)試技術(shù)2004張濤，李斌。電磁流量計(jì)中的抗工頻干擾問(wèn)題李飛，王保良，黃志堯。對(duì)電磁流量計(jì)中干擾問(wèn)題的藥工程設(shè)計(jì)雜志，200526（5）39―42