摘要:自改革开放以来,我国社会和经济的发展越来越快,化工企业也在不断的进步。化工仪表是化工企业生产中不可缺少的重要设备,主要应用化工仪表监控温度与流量等,在化工企业中最常使用的化工仪表主要有电动仪表、气动仪表以及智能仪表。随着科技的进步,化工仪表也逐渐呈现智能化,这就需要做好化工仪表维护工作,减少外部干扰对化工企业的影响,以便确保化工生产安全运行。基于此,本文主要阐述了化工仪表的外部干扰、化工仪表外部干扰产生的原因、外部干扰的消除防范策略,以供参考。
关键词:化工仪表;外部干扰;消除策略
一、化工仪表的外部干扰
化工测量仪的测量结果会因为仪表运行中的各种干扰的影响而降低准确性,同时还能打乱逻辑关系,致使自控系统没有办法进行正常的工作,更为严重的是有可能造成化工生产出现停车事故,严重影响了企业的经济效益,并且使企业员工的生命安全受到威胁。因此,采取科学的措施对外部干扰进行发现、抑制和排除,是现阶段化工企业的重点工作之一。化工仪表的外部干扰种类较多,由于很多种类的干扰源存在于化工生产环境之中,使得化工仪表经常受到干扰,而且较为复杂。化工仪表受到的外部干扰一般分为横向干扰和纵向干扰,电磁感应造成的垂直干扰即为横向干扰,漏电阻等导致的平行干扰即为纵向干扰。一般情况下横向干扰产生的电压可以和测量信号叠加,使化工仪表的稳定性受到影响,其电压通常在几毫伏到几十毫伏之间,而纵向干扰要对化工仪表产生不良影响必须将其转化成横向干扰,其电压多在几伏到几十伏之间。
二、化工仪表外部干扰产生的原因
2.1横向干扰
首先是因为电磁场的影响。较多的电动机存在于化工仪表的外部环境中,而电磁场就会存在于这些电动机的附近,较大的电磁场强度可以将导线进行切割,使干扰信号产生,从而使化工仪表的数值判断受到影响。其次是高压电磁的影响。一些高压设备会存在于部分化工企业之中,干扰的电压会在高压设备运作的时候产生,使化工仪表的正常工作受到影响。带电感或电容的回路产生的火花,会使信号受到干扰,这些受到干扰的信号会影响电路,从而使化工仪表的数据判断受到干扰。
2.2纵向干扰
首先是因为电流的影响。一些具有较大功率的电气设备存在化工行业中,这些使用时间较长的电器设备,因为常年没有得到维修而经常发生漏电,致使过地电流产生,只要产生了过地电流,就会严重影响到化工仪表的数值。其次是因为漏电流的影响。在大部分化工企业中,设备破损的现象较为普遍的存在,从而使干扰电压产生,干扰信号得以形成,使化工仪表受到了严重的影响。
三、外部干扰的消除防范策略
3.1屏蔽法
用铜或铝等导电能力良好的材料制成容器,这种方式能够较好地防止静电和电磁感应现象,可分为磁场屏蔽和电场屏蔽两种。磁场屏蔽用高导磁率的材料制造,它对磁通旁路进行干扰,避免其和被保护的电路进行交流,而且交变的干扰磁场,在一般情况下会在导电屏蔽层内形成涡流,这些涡流会对外界磁场进行削弱。电场屏蔽,在静电作用下,导体内部各点电位相等。把导电能力较好的容器与大地相接,保证外部的电场不影响其内部电场。其需要注意的问题是容器应当接地,如果没有接地,导体的外部仍有电力线,导体仍能受到附近电场的作用,起不到屏蔽效果。
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3.2滤波法
在化工仪表的入端,加置L-C滤波电路或R-C滤波电路来抑制交流干扰。使用多种方法依旧不能有效地消除外部干扰时,可考虑使用滤波法对化工仪表的外部干扰进行消除。滤波法大致可以分为两类,有运算放大器的有源滤波器和仅使用RC滤波电路的无源滤波器。当ω/ω0=10时,输入是输出的10倍。为了增强滤波的效果,可以增大RC的乘积,但是C变大后,电容器的体积也会随之变大。当R值变大时,对信号的减弱程度也会加大,使仪表的灵敏度下降。在保持仪表的灵敏度的同时,又要保证放大器输入阻抗和放大倍数。RC的不断增加会造成仪表的灵敏度下降,但却有利于保持仪表的稳定性。
3.3隔离法
隔离法是利用放大器浮空来防止干扰,就是说放大器与仪表之间没有连接。将绝缘材料放在放大器与化工仪表之间,垫起放大器使之与仪表隔离,切断纵向干扰电压的途径,这样对避免电压泄露很有效果,杜绝了纵向干扰。仪表受到影响主要原因之一就是电源的干扰,这种干扰是由于供电线路的阻抗耦合而产生,一些大功率的用电设备都会成为干扰源,通常情况是大功率的变频器。为了预防这种干扰,我们可以在仪器的交流电源输入端加上隔离变压器,这样保护好电源使之与干供电线路隔离,受干扰几率也就减小了。
3.4远离法
屏蔽干扰源适用于抑制磁场干扰。磁力开关、电抗器等具有强磁场,干扰作用强大。想要将他们都用导磁材料屏蔽是不现实的想法,因此我们会运用一些被动的抑制技术,当磁场耦合干扰时,其在被干扰回路上形成的串联干扰电压为与磁通密度成正比。对于直线电流磁场来说,磁通密度与两导线的距离成反比。因此增大化工仪表信号线与干扰源的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小,这样可大大降低两线路间的磁场耦合干扰。
3.5接地法
一般情况下,接地法主要有单点接地法和多点接地法两种处理方法。如果干扰波在1~10兆赫兹范围内就可以采用单点接地法,这种方法可以有效防止因电流泄露产生的干扰。在干扰波长大于10兆赫兹时可以采用多点接地法,可以使纵向干扰问题得到有效解决。放大器浮空与隔离变压器的设置方法即为,在安装设备的时候对化工仪表和放大器浮空装置之间不做连接处理,使干扰从根源上得到减少。通常为了使干扰不在放大器浮空装置和化工仪表正常运行的情况下产生,都是将绝缘材料相应的用在两者之间,提升放大器装置的位置,使合适的距离在发大器和仪表之间产生,使纵向干扰得以消除。
四、结束语
综上所述,化工仪表是化工生产的过程中不可或缺的重要部分,但是,在化工仪表运行的工程中,受到外部的干扰是无法避免的,致使干扰形成的干扰源较多,并且形成的原因和过程较为复杂,存在的途径也很多。因此,在对化工仪表的外部干扰进行消除的时候,必须对现场的实际情况进行充分的考虑,积极采取屏蔽法、滤波法、隔离法、远离法、接地法等策略,为我国化工企业的发展奠定良好的基础。
参考文献:
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[3]周雪花. 化工仪表的外部干扰因素及消除措施的研究与探讨[J]. 电子世界,2016(17)
论文作者:冯质伟
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签:干扰论文; 仪表论文; 化工论文; 放大器论文; 屏蔽论文; 纵向论文; 磁场论文; 《基层建设》2018年第1期论文;