כיצד לשפר את יכולת האות בחיישנים זרימה פועל באזורי ההתערבות המגנטיים

חייזרי זרימה הם מרכיבים קריטיים באוטומציה תעשייתית, ניהול מים, עיבוד כימי, וייצור תרופות.הם מספקים נתונים בזמן אמת על מהירות נוזלית, נפח, וכיוון, המאפשר בקרת תהליכים מדויקים.עם זאת, כאשר החיישנים האלה פרוסים ליד מנועים, ממירים, מחממת אינדוקציה, או אלקטרומגנטים גדולים, התערבות מגנטית יכולה לפגוע משמעותית באיכות.

הבנה של אינטרפיון מגנטי והשפעה שלו על חיישני זרימה

הפרעה מגנטית מתייחסת להשפעה של שדות מגנטיים חיצוניים על הרכיבים הפנימיים של החיישן ועיבוד אותות.בניגוד להפרעות רדיו- ⁇ (RFI), הפרעה מגנטית בדרך כלל נובעת משדות מגנטיים נמוכים או סטטיים DC.חומרה תלויה בחוזק שדה, תדירות, מרחק ממקור, ורמת הרגישות של החיישן.

מקורות משותפים של דחיסה מגנטית

(FLT:0) מנועים חשמליים וכוננים:FLT:1 כוננים משתנים (VFDs) לייצר רעש מעבר גבוה עם שדות מגנטיים חזקים מן הרוחות.
(ב) ⁇ :0) ממירים ומחנכים: 1FreaLT:1 גדולי ברזל מייצרים פלוקס מגנטיים נודדים שיכולים להאריך כמה מטרים.
(ב) ציוד משנה:0 (החלים) 1:1 , ארנדרס ארארק מייצרים שדות מגנטיים עזים במהלך המבצע.
(FLT:0 מ"מ זרימה מגנטית בקרבת מקום:FLT:1 אלקטרומגנטי זרימה (magmeters) בעצמם לייצר שדות ציטוטים שיכולים להפריע לחיישנים הסמוכים.
(ב) ⁇ :0) אספקת חום וכבשים: מערכות אינדוקציה תעשייתיות 1 (FLT:1 ), יוצרות שדות מגנטיים משתנים חזקים.
(FLT:0) מגנטים בולטים קרבה:FreaLT:1 מגנטים נדירים חזקים נדירים בשימוש בסינון או מערכות clamping יכול ליישב ליבות ferromagnetic חיישן.

כיצד אינטראקציה מגנטית Degrads חיישן אותות

שדות מגנטיים מתאחדים לחיישן, מולטי אותות ואלקטרוניקה פנימית באמצעות הפיכה אינדוקטיבית.האפקטים כוללים:

(FLT:0) רעש זר: שדות מגנטיים AC 1:1 גורמים למתח בלולאות חיישן, יצירת רעש סינוסאיד או אקראי על גבי אות זרימה.
(FLT:0)DC סחף: 1FLT:1 שדות סטטיים חזקים יכולים ליישב ליבות מגנטיות אינדוקטיביות (למשל, טורבינות או חיישנים טורטקס עם איסוף מגנטי), שינוי קו הבסיס.
(FLT:0Sרגישות ירידה:0) מספר חיישנים מסתמכים על מעגלים מגנטיים לפעולה (למשל, חיישני ה-Hall- Effect) יכולים להטיא את החיישן לאזור לא ליניארי, להפחית את דיוק התגובה.
(FLT:0) גורמות לפעמוני שקר: FIRLT:1 בחיישנים הדופק- ⁇ , הפרעה מגנטית עלולה לגרום לספירות שגויות, מה שמוביל לשגיאות זרימה מצטברות.

הבנת מנגנונים אלה חיונית לבחירת אמצעי מניעה יעילים.המטרה היא לשבור את הנתיב ההפיכה, לדחות רעש משותף-מודד ולשמור על שלמות אות זרימת הדרגה הנמוכה.

אסטרטגיות להגדלת יכולת האות

שיפור יציבות האות דורש שילוב של שינויים בחומרה, התקנה שיטות הטובות ביותר, ובחירת עיצוב מעגלים.כל טכניקה מכוונת מנגנון התערבות ספציפי. הפתרונות החזקים ביותר הם שכבתיים: שיטות עצמאיות רבות יחד מספקות הגנה טובה בהרבה מכל גישה יחידה.

1.מגן מגנטי

הפניות מגנטיות מגנים ומטהרות שדות מגנטיים לפני שהם מגיעים רכיבים רגישים.עבור שדות מגנטיים נמוכים- ⁇ (50/60 הרץ ומתחת), חומרים עם יכולת מגנטית גבוהה, כגון mu-metal, permalloy, או סגסוגת amorphous, לספק את הביצועים הטובים ביותר.בניגוד למגן התנהגותי (אשר עובד עבור שדות חשמליים), מגן מגנטי על פלוקסוטרון, דרך נתיבים נמוכים.

שיקולים מרכזיים להגנה:

(FLT:0) עובי אווירי: 1FLT:1 מגן עבה מספק תנופה גדולה יותר אבל מוסיף משקל ועלויות.עבור שדות מגנטיים תעשייתיים טיפוסיים, 0.5–1.0 מ"מ mu-metal הוא יעיל.
(FLT:0) עיצוב ייצוב: FLT:1, מגן חייב לסגור לחלוטין את החיישן או את מרכיביו הקריטיים.כל פער או ים יכולים להדליף פלוקס מגנטי. השתמש במפרקים חופפים ולהימנע מבורגנים פרוטרוגנטיים שיכולים ליצור תפנית קצרה.
(FLT:0)Multilayer מגן: FLT:1 להפרעה קיצונית (למשל, ליד תנורי ניכוי גדולים), שני או שלושה מגינים קונצנטריים עם פערי אוויר מספקים תנופה גבוהה משמעותית.
מקור:0 (ב) ,1=0) ,[דרוש מקור]: [13] ,[דרוש מקור], כאשר הוא מתווה את ה[[המאה ה-20]], ו[[1924]], ו[[1924]]

יצרני חיישן זרימה רבים מציעים מחסנים מוגנים כאופציה.עבור רטרופיטות, ניתן לייצר מקלות מוטציות מבוכיות על ראשי חיישן או אלקטרוניקה של מיזוג אותות, קישורים חיצוניים כוללים הערות יישום מ FLT:0 מ"גנטיים" תאגיד מגן 1 ו-FLT:2Omega EngineeringFLT 3.

המונחים: differential Signal Processing

אותות שונים הוא אחד הכלים החזקים ביותר עבור דחיית רעש משותף, כולל רעש המושרה על ידי שדות מגנטיים.בזוג שונה, שני החוטים לשאת את האות (בקוטבים מנוגדים) בתוספת כל הפרעה באותה מידה. המקלט subtracts את שני האותות, ביטול רכיב משותף-מודה תוך שמירה על ההבדל הרצוי.

טיפים ליישום:

(FLT:0)Use Twisted-pair מוגן כבלים:FLT ( 1 Twisting) מבטיח שני החוטים לחוות את אותו זרם מגנטי, מה שהופך מתחים מושרה כמעט שווה.
(FLT:0) כלי שיט המעסיקים (ב-amps): 1 In-amps מציעים יחס דחייה משותף (CMRR), לעתים קרובות מעל 100 dB עבור אותות ברמה נמוכה (למשל, חיישנים זרימה מבוססת thermopile), ממריצים מצמצם או אפס אוטומטי מקטין עוד יותר את הסחף.
(FLT:0)Afree Ground לולאות: FLT:1 גם עם קלטות שונות, הבדלים אפשריים קרקעיים גדולים יכולים להמיר את ה-Mode לרעש שונה. השתמש במודולים של מיזוג אותות מבודדים או בידוד גליוני.
(ב) ⁇ :0 (הראשונה ל-[[1924]]) ,[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]

עיבוד שונה לבדו יכול ללטף את רצפת הרעש במתקנים רבים.כאשר בשילוב עם מגן, השיפור הוא דרמטי.

ניהול נכון וכבל

ריצוף לא נכון הוא גורם תכוף לבעיות התערבות מגנטיות.לאות קרקעיות יוצרות זרמים שזרמו דרך מגן אותות וגופי חיישן, המציגות שגיאות. אסטרטגיה מבוססת משמעת היא חיונית.

(ב) ,0) , נקודת תצפית: 1FreaLT:1 [קישור] מגן החיישן מרוקן חוט לקרקע במקום אחד בלבד (בדרך כלל בבקר או ב- PLC).
(ב) כוכב או אוטובוס: 1 (FeloLT) כל חיבורי הקרקע צריכים לעמוד בנקודה משותפת, רצוי מוטה קרקע ייעודית עבור כלי שיט.
(FLT:0) שמור על כבלי אותות נפרדים מכבלי חשמל:IRLT:1 , Run Flow Cables ב conduit מתכת ייעודי, הרחק מכבלי מנוע, קווי פלט VFD, ודרכים אחרות בדרג גבוה.
(ב) ⁇ :0 (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

4.לשמור מרחק ממקורות מגנטיים

למרות שלעתים קרובות התעלמות ממתקנים מאומנים בחלל, הפרדה פיזית היא המיגציה האמינה והנמוכה ביותר.כוח השדה המגנטי עוקב אחר חוק משווה-יתר עבור שדות קרובים (מקורות מפולנים) וניתן להעריך אותו בערך באמצעות הנוסחה: FLT:0B ⁇ 1/r3veFLT:1 עבור מפול מגנטי.

הנחיות מעשיות:

(ב) ⁇ :0) ,העליון לפחות 2 מטר (6.5 מטר) ,1 ממתנים גדולים, מנועים ו- VFDs.
(ב) [15] ,0) ,Use non-metallic Spacersoverph:1) כדי להצמיח חיישנים הרחק מדבורים פלדה שיכולים לתעל שדות מגנטיים.
(FLT:0) אוריינטציית חיישן: FLT:1 יש חיישנים מסוימים יש רגישות אנזוטרופית; הפעלת החיישן עשויה להתאים את ציר הרגיש שלה הרחק מן הווקטור השדה.
(ב) ,0) ,לבטל את המקור: FLT:1 אם אפשרי, לנתב מחדש כבלים עתירי גבוה או להעביר ציוד ייצור הפרעה רחוק יותר מנקודת מדידה של זרימה.

5.בחר Robust Sensor designs

בעת רכישת חיישנים חדשים לאזורי ההתערבות הגבוהה, בחרו מודלים המיועדים במיוחד להתאמה אלקטרומגנטית.

(ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
(ב) [15] ,0) ,0 (האפקט של הול-אפקט או חיישנים מגנטיים (Mooresistiveחיישנים) 1 עם דחייה משותפת.
(ב) חיישנים של זרימה או צבע (FLT:1) כחלופות (הם חסינים מפני שדות מגנטיים, אך עשויים להיות בעלי יתר של סחר חליפין).
(ב) ⁇ גבוהה וטווח דינמי של 1FLT (ב) לפעול עם זרמי ציטוט נמוכים יותר, צמצום שדות מחוסנים.
(FLT:0) אישורים: 1FLT לחפש חיישנים שנבדקו ל-IEC 61000-4-8 (כוח לצמצום חסינות השדה המגנטי) או סטנדרטים דומים.

הפניות חיצוניות: Endress+Hauser and Emerson מציעים הערות יישום על בחירת חייזרי מגנטיים-שדה-אימיון (OVAFLT:0linktureFLT:1).

מדדים נוספים למבצע אמין

מעבר לאסטרטגיות הליבה, סינון מבוסס תוכנה והחלפת תפקידים חיוניים.טכניקות אלה אינן יכולות להחליף עיצוב חומרה טוב, אך להשלים אותו כדי להשיג את היציבות הגבוהה ביותר.

המונחים:

הן אנלוגיות והן מסנן דיגיטליות מסייעות להסיר התערבות של שאריות העוברות באמצעות מגינים ומגברים שונים.

(FLT:0)Low-pass מסננים: FLT:1 מאז אותות זרימה בדרך כלל להשתנות לאט (למשל 0-10 הרץ עבור תהליכים תעשייתיים), תדירות חיתוך של 10-20 הרץ מסיר קו- ⁇ (50/60 הרץ) ונזקים גבוהים יותר. Active Secondorder or Fourth-orderterworths נפוצים.
(FLT:0) מסננים:0) ,0 (לאכטב"ד:1) עבור הפרעה בפס צר (למשל, 50 הרץ מהפך), מסנן דו-טר-ט"ח יכול לספק דחייה עמוקה מבלי להשפיע על אות זרימה.
(FLT:0) מינוף של טריליון:FLT:1 במערכות PLC או מיקרובקר, העברת-average או מסננים חציוניים חלק מעליות רעש. חלון מזחלות של 10-100 דגימות יכול להפחית את הרעש שיא-to-peak לרמות מקובלות.
(FLT:0) סינון מסנן: FLT:1 מערכות מתקדמות משתמשות בסימנים של הפניה של סלילים שהונחו בשדה המפריע, ולאחר מכן חתמת הרעש המתואם בזמן אמת.

המונחים: Drift Compensation

הפרעה מגנטית לטווח ארוך עלולה לגרום לסחף הדרגתי עקב שינויים בטמפרטורה או ההזדקנות של חומרים מגנטיים.

(FLT:0)Zero-point calibration: ההרחבה 1 (FLT:1) מבוצעת ללא זרימה כדי לתקן כל התחלה המושרה על ידי שדות מגנטיים סטטיים.
(FLT:0 ; תגמולי Temperature:FLT:1 מגנטי תכונות חומרים מגנטיים (permeability, coercivity) שינוי עם טמפרטורה. חיישנים עם RTDs מובנה או המrmistors יכולים ליישם תיקונים פולינומיים.
ערכי יסוד:0 (סעיפים:FLT:1) תפוקה בנתוני זרימה ידועים בתנאים שקטים.
⁇ :0 (ב) שגרה עצמית: חיישנים דיגיטליים מודרניים רבים מספקים דגלים אבחון עבור נורמה מגנטית שדה.

Redundancy and System Design

עבור תהליכים קריטיים, פריסת חיישני זרימה מרובים במקביל ומינוף הפלטים שלהם (או באמצעות לוגיקה הצבעה) יכול לזהות ולצמצם את כשלי החיישן בודדים.שלב טכנולוגיות שונות של חשונות (למשל, אחד קול ואלקטרומגנטי) מבטיח כי הפרעה המשפיעה על טכנולוגיה אחת אינה משחיתתתתת את הקריאה הכוללת. גישה זו סטנדרטית במערכות מונחות בטיחות (SIS) ל-IEC 615.

מדריך יישום מעשי: גישה של צעד-בי-צעד

כאשר יש בעיה לפתור התקנה קיימת עם בעיות יציבות אותות, בצע את זרימת העבודה השיטתית הזו:

(FLT:0) זיהוי כל מקורות מגנטיים פוטנציאליים מפלט:1) בתוך רדיוס 5 מטר.מפת מנועים, מסובכים, מניעים משתנים, וכבלים עתירי גבוה.
(FLT:0)Measure ambient מגנטי שדות FLT:1 במיקום החיישן באמצעות gaussmeter או פשוט הול-אפקט בדיקה. להקליט הן גודל והן רכיבים תדר (שימוש oscilloscope או מנתח ספקטרום).
(ב) עיין בפרשת ה[[המאה ה-20]], ו[[1924]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]
(FLT:0) הפרדה פיזית של הפרדה בין-עצמית (FLT:1) אם אפשר – אפילו העברת החיישן 30 ס"מ (12 אינץ') יכולה להפחית את ההתערבות באופן מודע.
(ב) ,0Add or שדרוג מגנטי מגן.FLT:1 התחל עם שכבה אחת של רירית יכול סביב ראש החיישן.
(ב) ,0) ,התתת אות: 1FLT:1 Replace One-ended amplifiers with differential in-amps. Add אנלוגיה מסננים במרחק נמוך מ-10 הרץ.
(FLT:0) פילטר דיגיטלי דיגיטלית מסננים 1 במערכת הבקרה.התחל עם ממוצע נעים של 10 דגימות ולהתאים עד שיציבות האות עומדת במפרט.
(ב) ,0) ,[עריכת קוד מקור], לאחר שינויים.
(FLT:0) ממורטור מעל ימים או שבועותFLT:1 כדי לאשר יציבות ארוכת טווח.אם סחף חוזר, לשקול הוספת פיצוי טמפרטורה או החלפת החיישן עם מודל מחוספס יותר.

מחקר: מדדי זרימה של צמחים כימיים ליד אינדוקציה

מתקן עיבוד כימי חווה קריאה לא נכונה של חיישני הזרמת טורבינות בקו מפלט.החיישנים היו רכובים 1.2 מטרים משני 50 מנועים של HP בניכוי פועל במהירות משתנה.קריאה תקפוץ ±12% בקנה מידה מלא כאשר המנועים מואצים.

צוות ההנדסה השתמש בגישה שכבתית:

התקנת מתחם mu-metal (0.75 מ"מ עבה) סביב כל ראש חיישן.
החלפת הדלפק היחיד עם קופרטור דיפרנציאלי ואופטיפולטור.
נוסף על מסנן נמוך של 10 Hz בקלט אנלוגי PLC.
ההזיזו את החיישנים 30 ס"מ יותר מהמנועים על ידי הרחבת פיסת spool הצינור.

(ב) , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסקנה

שיפור יציבות האות בחיישנים זורמים הפועלים באזורי התערבות מגנטית דורש אסטרטגיה מקיפה ורב-שכבתית.אין טכניקה אחת מספקת חסינות מלאה; התקנות האמינות ביותר משלבות עיבוד מגנטי, עיבוד אותות שונים, ריצוף קפדני, הפרדה פיזית ובחירת חומרה חזקה. פילטר דיגיטלי ו calibration קבוע קבוע ביצועים נוספים. מהנדסים אשר להעריך באופן שיטתי את מקורות ההתערבות וליישם טכניקות מוכחות אלה יכולים להשיג מדידה מדויקת וקלירה ביותר אפילו בטמפרטורות אלקטרומגנטיות, על ידי תהליך האלקטרומגנטיות, לאחר התאמה מוקדמת יותר, לאחר התאמה.