渦街流量計(jì)產(chǎn)生的干擾信號(hào)主要是電磁干擾和機(jī)械振動(dòng)干擾，如何有效地解決這兩種干擾是旋渦流量計(jì)發(fā)展的關(guān)鍵。
渦街流量計(jì)一般采用金屬外殼，外殼的屏蔽作用可防止電場和射頻干擾；內(nèi)部電路設(shè)計(jì)可通過優(yōu)化非磁性元件、合理布線印制電路板等方法來解決磁場干擾；電子技術(shù)的發(fā)展和制造工藝的改進(jìn)不會(huì)帶來任何問題。所以抗EMI的最主要的是地線電流干擾。
渦街流量計(jì)的壓電晶體采用阻流結(jié)構(gòu)，其一端接外殼，因此信號(hào)前置放大器必須接地。渦街流量計(jì)的輸出信號(hào)被送到二次儀表，而信號(hào)放大所需的直流電源則由二次儀表提供。壓電性晶體的地線和次級(jí)儀器的地線之間可能存在電壓的階梯分布，從而形成電流。這種電流在信號(hào)放大器的地線上流過時(shí)會(huì)有壓降，這種壓降與有效信號(hào)相迭加而不能分離，是地線電流干擾。
解決地線電流干擾的方法是減少或消除地線電流，而最徹底的方法是隔離來自二次儀表的直流電源(如流量累積計(jì))。將直流電源經(jīng)變壓器隔離后再整流到直流供電渦街流量計(jì)上，使得二次儀表的地線和壓電晶體的地線之間沒有電氣連接。在此過程中，有效測量信號(hào)被放大為脈沖信號(hào)，脈沖器輸出到二次儀表，從根本上消除了地線電流的影響，是一種極為有效的抗干擾措施。而采用變壓器隔離的方法，成本相對較高，體積較大，生產(chǎn)工藝不易實(shí)現(xiàn)，大大降低了其實(shí)用性。光隔限流抗干擾措施，可有效降低地電流干擾。
渦街流量計(jì)受機(jī)械振動(dòng)的干擾比較普遍，抗機(jī)械振動(dòng)干擾的措施也要從渦街流量計(jì)的基本原理入手。壓電晶體是渦街流量計(jì)的敏感元件，封裝在阻流體或稱渦流發(fā)生體中，當(dāng)渦流通過阻流體時(shí)，它的兩側(cè)交替產(chǎn)生渦流，渦流的脈動(dòng)壓力作用于壓電晶體，產(chǎn)生的信號(hào)電壓與渦流頻率或測量流量相對應(yīng)，經(jīng)放大、觸發(fā)等信號(hào)處理后，轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)輸出。與此同時(shí)，管路機(jī)械振動(dòng)對壓電晶體同樣起作用，使其產(chǎn)生對應(yīng)于振動(dòng)頻率的信號(hào)，這種振動(dòng)干擾信號(hào)不能與流量測量中的有效信號(hào)分離。門限方法只能在有效信號(hào)幅度超過干擾信號(hào)幅度的情況下才能提取有效信號(hào)。在測量過程中，機(jī)械振動(dòng)干擾信號(hào)的最大幅度即為被測流量的信號(hào)幅度下限。
為使渦街流量計(jì)能盡可能測量低流速、小流量，必須提高信噪比，即盡可能增大有效流量信號(hào)的幅度，減小受機(jī)械振動(dòng)干擾的信號(hào)的幅度。通過改變阻流體的結(jié)構(gòu)形狀，使傳感器能夠更好地接收渦旋的脈動(dòng)壓強(qiáng)，可以提高有效信號(hào)的幅度。而更為有效的方法是將相應(yīng)的兩個(gè)壓電晶體封裝在渦流發(fā)生體的兩側(cè)，即采用了差動(dòng)壓電傳感器和差動(dòng)放大電路。因?yàn)閮蓧K壓電晶體受機(jī)械振動(dòng)作用的時(shí)間一致，而阻流體兩側(cè)的流體渦旋是交替發(fā)生的，經(jīng)過差動(dòng)放大后，兩塊壓電晶體相同的機(jī)械振動(dòng)信號(hào)相互抵消，兩塊壓電晶體相反的流動(dòng)信號(hào)相加后增強(qiáng)。從而大大減少了機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的干擾。
back
