哪些因素会干扰超声波流量计的测量及其解决方法？
在超声波流量计测量系统中,造成干扰的干扰源有很多种,主要有:①流量计安装环境中可能存在较大的电场和磁场干扰;②靠近水泵安装时水泵带来的接近超声波信号的噪音;③电源的噪声干扰,采用常用的电源滤波技术就可以消除其影响;④发射信号对接收信号的干扰。发射信号功率较大,通过电路和声路都可以耦合到接收电路上,如果管径很小,换能器间距离很近,发生干扰的尾部就会波及接收波的波形,从而严重影响接收信号。
超声波流量计抗干扰的措施：
(1)电源。在系统使用的各种直流电源(如+5v)的输入端均跨接1个10~100μf的电解电容和1个0.01~0.1μf陶瓷滤波电容以抑制电源尖峰干扰,收发电路用两套相互隔离的电源供电。
(2)接收范围门。接收范围门可以防止发射信号以及开关动作给接收信号带来的干扰。
(3)自动增技术。自动增益技术除了使信号便于测量外,还可以有效地抑制噪声干扰。
(4)看门狗电路。程序在运行过程中会因为受到干扰导致失控,引起程序乱飞,或陷入“死循环”,此时较直接的抗干扰方法是采用硬件“看门狗”电路。复位脉冲可使系统复位,程序重新启动运行。例如采用x5045集成芯片来实现看门狗功能。x5045的引脚功能如下:cs为片选信号;so为串行输出;si为串行输入;scr为串行时钟输入;wp为 eeprom写保护输入; reset为复位信号输出;vss为地;vcc为电源电压。x5045使用三线总线串行(spi)外设接口,对芯片进行操作的所有操作码、字节地址及写入的数据都由si引脚输入,写入数据在串行时钟sci的上升沿被锁存;从芯片读取的数据由so引脚串行输出。芯片的把关定时器和电压监视器都对单片机提供独立的保护,当电源电压降到4.5v以下时, reset引脚立即自动产生高电平复位信号,并一直保持到电源电压恢复正常;当系统上电或掉电时, reset引脚也自动产生一个高电平复位信号;当系统发生故障时,只要把关定时器达到其可编程的超时极限reset引脚立即自动产生一个持续200ms的高电平复位信号。这样,就可有效地防止死机、数据误写及误操作等故障的发生。
(5)合理的布线技术。模拟信号线与数字信号线相对分开,信号线与电源线分开;pcb布线时,将公共地线与电源线尽量加宽,并使它们尽可能靠近需要供电的电路;减小电源线和地线的长度,以减小两者之间的公共阻抗,减小耦合干扰的产生布线过程中避免回路有重复面积,以减小相互感应。
(6)接地技术。数字地和模拟地分开,它们在点相连,两个探头各自使用相互独立的地线,减小地线干扰耦合,仪表及探头外壳接地。
(7)屏蔽技术。运用屏蔽技术可以隔离通过空间耦合的电磁干扰,采取的措施是用金属机壳将测量电路封装起来。
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