超声波流量计现在现已被广泛地运用于各种流量丈量现场,特别是大管径的管道丈量更能表现其优胜的丈量功能。因为超声波流量计的流量丈量准确性在很大程度上是依赖于体系对超声波信号的正确辨认。电路耦合发生噪声超越限值时,就极有或许对信号的波形发生损坏,导致丈量数据的误差和过错,严峻的乃至构成整个仪器都不能正常作业。
所以说有用的减小噪声与噪声拾取是规划中有必要重视的关键。本文便是针关于超声波流量计规划值得改进的方面,比方采纳了信号滤波、屏蔽、选用平衡电路等等,以改进了超声波流量计适应环境的才能。通过一系列的办法和办法最大程度地改进超声波流量计关于环境的适应才能。
一、超声波流量计概述
超声波流量计是通过检测流体活动对超声束(或超声脉冲)的效果以丈量流量的外表,意图是处理一些丈量困难的问题。超声波流量计,集计算机和传感器技能于一身,将声学的研究成果与现代电子技能结合在一起,能够用于多种液体的丈量。
二、噪声的来历剖析
在超声波流量计丈量体系中,构成噪声源物质的类型许多。如:
(1)流量计装置环境中或许存在的较大的电场和磁场搅扰;
(2)接近水泵装置时的水泵带来的接近于超声波信号的噪音;
(3)操作人员随身携带的通讯体系;
(4)电源中的高次谐波;
(5)电路板上高频晶体振荡器所带来的噪声搅扰。关于从外界来的噪声搅扰源,首要选用下降电路对噪声的灵敏度、削减噪声拾取、堵截噪声耦合途径的办法处理,而关于来自于体系内部,如电路板上的噪声源,则采纳信号地、数字地别离、多点接地、合理布线的办法处理。
典型的噪声途径框图如图1所示。能够看出,一个噪声问题的发生有必要具有三个要素,首要,有必要有噪声源;其次,有必要有对噪声灵敏的接收器;第三,有必要有一个将噪声从源头传送到接收器的耦合途径。因而要处理噪声问题就有必要从这三个方面着手处理。
三、超声波流量计改进办法
3.1 滤波
因为超声波信号的频率大致为1Mhz,由运放和电容等器材构成的有源滤波器的带宽较小,最大在几百千赫兹,在这个频率邻近不易选用,而若选用专用集成的滤波电路造价又偏高,因而这儿选用了简单易行的由电感和电容组成的LC 滤波器。
如图2所示,由L和C组成并联谐振,将谐振频率设在1.5MHz,由L1、C1 以及 L2、C2组成串联谐振,整个构成T型网路,完成了带通滤波。
除了规划信号处理中的滤波电路外,对一切进出屏蔽盒的导线都施行了滤波办法。在导线穿透屏蔽体的当地,运用了馈通电容,而且在导线和电路端的地之间又连接了一个短引脚的云母%&&&&&%。
3.2 屏蔽
在本次规划中选用了以铝为资料的壳体,对处于内部的仪器构成电场和磁场的保护层。众所周知,抱负的屏蔽体应是一个关闭的、接连的导电壳体,没有开孔和接缝。但是实践运用中却因为要布线,很难到达真实的屏蔽。通过对屏蔽的不接连性对磁场感应电流影响的剖析,这儿没有选用矩形缝隙走线,而选用了在屏蔽盒多个面上开小孔的战略,而且使进出屏蔽体的导线的屏蔽层都360°连接到屏蔽盒上。这样做的优点是直接改进了体系关于电场和磁场的忍受才能,增强了功能。
3.3 平衡电路
平衡电路是用于发生相同和相反信号的电路,将这些信号送入两个导线;电路的平衡特性越好,信号的散射就越小;它的噪声按捺特性也越好。
平衡电路抵消搅扰信号的才能,是建立在信号波形和幅值严厉对称,同、反相端电路增益严厉共同的基础上的,理论上,抱负的平衡放大器对感应噪声具有无穷大的按捺比,能够将搅扰信号彻底抵消,但在实践运用中,平衡电路因为增益误差等原因,抗搅扰才能不或许到达抱负值,乃至会发生一些新的失真和噪音。
但即便这样,相关于单端电路只能选用加强屏蔽和进行电源滤波来下降搅扰来讲,平衡电路仍不失为一种自动式、活跃有用的抗搅扰办法,在恶劣电磁环境、长距离传输时优势十分显着。
四、文章结语
在超声波流量计的规划和运用进程之中,每一种噪声都会对其丈量精度发生较大影响,依照本文以上所述,通过选用滤波、屏蔽、平衡电路等方法对流量计电路进行了改进,通过这一系列改进的产品现已在现场投产,效果很显着,关于提高流量计的丈量精度和稳定性有很大的效果。