摘要：根據酒精流量計的測量原理，結合酒精流量計實際應用中遇到的正交幹擾、微分幹擾、工頻幹擾等問題，分析幹擾產生的原因，提出采用同步采樣技術、采樣時間長度選擇、數字濾波技術等方法，從根本上對這些幹擾信號進行抑製和消除，使酒精流量計更適應於現場應用。
1 低頻交流矩形波勵磁技術中幹擾的分析
1.1 正交幹擾與微分幹擾
傳感器就如同一個副邊隻有一匝的變壓器，由被測介質、電*、引出線和轉換器的輸入電路所組成的閉合回路組成。當采用正弦交流勵磁時，將產生一個交變的磁場，電*上產生的電勢為E=BmDvsin（ωt）。同時，因為這個閉合回路實際上不能與磁力線完全平行，總會有一部分磁力線穿過該閉合回路，從而在回路內產生一個幹擾電動勢疊加在電*上，即酒精流量計變壓器效應原理，其大小為：et=-dB/dt，對於正弦交流勵磁，B=Bmsin（ωt），則有：et=-Bmωcos（ωt）=-Bmωsin（ωt+90°）
比較流速信號E與幹擾信號et，頻率相同，相位相差90°。因此，et為90°幹擾，又稱正交幹擾。對於低頻交流矩形波勵磁，則表現在由於勵磁電流突變而導致微分幹擾信號的產生，幹擾信號會隨著電流的穩定而逐步消失。
根據以上分析，采用低頻交流矩形波勵磁，電*走線偏離將會產生微分幹擾以及由其衍生的直流偏置。如圖2所示。兩個電*分別通過引線引到傳感器上部與變送器相連，正麵電*走線如圖所示，有標準、偏1/3、偏2/3、完全偏離4種，背麵電*是標準走線。采用恒流500mA，5Hz交流矩形波勵磁，相應的電*信號如圖3所示。可以看出，隨著偏離的程度增加，微分幹擾和直流偏置同趨勢增加。

1.2 工頻幹擾
工頻幹擾是酒精流量計常見的幹擾源。當流量計處於電源形成電磁場中時，由於分布電容的存在，以電磁波的輻射形式幹擾電*信號，或者是由供電電源引入的工頻串擾，工作現場的工頻共模幹擾，其產生的物理機理均是電磁感應原理。幅度與流量信號相比，往往要大幾個數量級，頻率與供電電源頻率相同。如圖4所示，線圈驅動頻率為5Hz的電*信號，被耦合了50Hz的工頻幹擾，幅度大概相當於1feet/s。
1.3 泥漿幹擾和流動噪聲
泥漿幹擾是在測量泥漿、纖維漿等固液兩相導電性流體時，固體顆粒或者氣泡擦過電*表麵時，電*表麵的接觸電化學電勢突然變化，電磁流量傳感器輸出信號出現尖峰脈衝狀幹擾噪聲。流體流動噪聲是在測量低導率流體時，電*的電化學電勢定期波動，產生隨流量增加而頻率增加的隨機幹擾噪聲，具有類似泥漿幹擾的1/f頻譜特性，因此提高勵磁頻率有助於降低流體流動噪聲的數量級，以提高電磁流量傳感器測*低導電率流體流量的信噪比。
2 抗幹擾方法
2.1 同步采樣技術
對於低頻方波勵磁桃色视频网站可以采用同步采樣技術進行。根據線圈驅動給出的同步信號，對電*信號在指定時間開始取樣，取指定的時間長度。例如隻取電*信號*後的20％納入流量計算，這樣就有效避免了微分幹擾和建立穩定磁場需要一定時間的問題。
2.2 采樣時間長度
采樣時間長度要取工頻周期的整數倍，這樣即使混有工頻幹擾信號，因其采樣時間長度為完整的工頻周期，其平均值也為零，幹擾不起作用。
2.3 零點偏移與直流偏置
零點偏移是指在流體流速為零時，電*兩端依然有電勢差。理論上此時應該沒有電勢差，但由於電子部件的不對稱、傳感器製造不對稱等原因，造成此電勢差，這個值可以放在標定過程中去除。直流偏置是指電*信號整體向上或向下偏移，不以0電平對稱，這是由於製造過程中線圈不對稱、電*走線不標準、共模幹擾、電化學效應等因素造成。直流偏置在采用了低頻交流矩形波勵磁後，不影響流量計的測量。

2.4 數字濾波技術
限幅濾波法，根據經驗判斷，確定兩次采樣允許的*大偏差值。每次采樣測到的新值與前一次值作比較，如果差值小於允許的*大偏差值則有效，否則無效，用前一次值代替。這樣就可以有效過濾現場幹擾、毛刺、過程流體顆粒撞擊電*引起的過程噪聲等幹擾。算術平均濾波法，連續取N個采樣值進行算術平均運算，N值較大時，信號平滑度較高，但靈敏度較低；N值較小時，信號平滑度較低，但靈敏度較高。
舉例，如圖5所示，線圈采用5Hz驅動時的0feet/s，3.1feet/s，5.9feet/s流速下的電*信號，利用上述方法對信號進行處理並計算流速。取每半波*後的20％納入流速計算，正半波與負半波相減即是流速。如3.1feet/s–（-2.8feet/s）=5.9feet/s，雖然有＋0.15 feet/s的直流偏置，但也不影響流速的計算。因線圈是5Hz驅動，半波的20％是20ms，正好是1個完整的工頻周期，這樣就不受工頻幹擾的影響。正半波與負半波相減，這樣就避免了直流偏置和共模幹擾的影響。再加上在數字濾波過程中使用限幅濾波和算數平均，保證了流量信號的有效提取。

4 接地
由於在電*上產生的流量信號是μV級，流量計安裝地點附近經常有其他電器設備，環境複雜，容易受到附近其他設備的影響，變送器必須可靠接地；流量計經常被安裝在室外，風吹日曬，溫濕度變化比較大，夏天容易受到雷電的衝擊，環境惡劣，接地可以減少損壞的風險；為了保證測量的精度和穩定性，對於非金屬管道，傳感器的兩端必須采用接地環可靠接地，使進入傳感器的流體保證零電位。必須強調，流量計一定要單獨接地，因為若與其他儀表或電氣裝置共同接地，接地線中的漏電流可能對測量信號將產生串模幹擾，嚴重時流量計將無法工作。另外，接地點應遠離大型用電器，避免地電流串入流量計，造成幹擾。
5 結束語
通過以上對幹擾的分析，針對不同類型的幹擾，分別采取不同的措施，有效提高信噪比，強調接地的作用，提高了酒精流量計的抗幹擾能力和穩定性，使其更加適應於工業應用現場。