化工儀表的外部干擾及消除途徑探討

趙汰

摘要：化工儀表作為化工生產(chǎn)的監(jiān)控裝置，其正常運(yùn)行是保證企業(yè)安全、穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)和保證。根據(jù)近年來在化工儀表維修方面的經(jīng)驗，本文分析了化工儀表常見的外部干擾，并提出了具體的解決辦法。

關(guān)鍵詞：化工儀表;外部干擾;消除途徑

一、引言

化學(xué)工業(yè)儀表是化學(xué)工業(yè)自動化儀表的簡稱，是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中自動監(jiān)測溫度、液位、成分、壓力、流量等變量的儀表。常用的化學(xué)儀器有電器、機(jī)動儀器和智能儀器。隨著化工儀表智能化程度PLC的廣泛應(yīng)用，化工儀表發(fā)揮著越來越重要的作用。如何正確使用和維護(hù)化工儀表已成為化工生產(chǎn)中的一個重要問題，直接關(guān)系到企業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

二、化學(xué)儀器外部干擾

在操作過程中，化學(xué)儀器經(jīng)常受到外界環(huán)境的干擾，導(dǎo)致化學(xué)儀器測量精度的下降和測量結(jié)果的失效，造成化學(xué)儀器邏輯的混亂。在嚴(yán)重的情況下不能正常運(yùn)行，甚至發(fā)生停工事故，給化工企業(yè)造成了巨大的生產(chǎn)損失和經(jīng)濟(jì)損失，危及公司職員的生命。因此，如何有效地檢測和抑制外部干擾，進(jìn)一步消除干擾，成為化學(xué)工業(yè)企業(yè)必須考慮的重要問題之一?；瘜W(xué)儀器會受到多種外部干擾，由于化學(xué)生產(chǎn)環(huán)境中存在多種干擾源，對化學(xué)儀器的干擾非常頻繁和復(fù)雜。一般化學(xué)儀器的外部干擾可分為橫向干擾和縱向干擾兩種。橫向干涉是電子感應(yīng)引起的垂直干涉，縱向干涉是由泄漏電阻引起的平行干涉，更具體地說，橫向干擾產(chǎn)生的電壓通常會疊加在測量信號中，影響化學(xué)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行。橫向干涉電壓主要在幾毫伏到幾十毫伏之間，但縱向干涉必須轉(zhuǎn)化為橫向干涉，才能對化學(xué)儀器產(chǎn)生負(fù)面影響。垂直干擾電壓一般在幾伏到幾十伏之間。

三、消除化學(xué)儀器外部干擾的方法和措施

3.1形成干擾的外因

外部干擾主要有三個原因，一個是突然電子場的影響，比如高壓電網(wǎng)、高性能變壓器或交流電動機(jī)附近存在交流磁場。磁場強(qiáng)度高可以阻斷化學(xué)儀器的導(dǎo)線，形成交叉電位，從而妨礙化學(xué)儀器的工作。二是高壓電子的影響。如果化學(xué)儀器附近有高壓設(shè)備，干擾電壓發(fā)生在分布容量上，第三是高頻干擾。因為電容器或有觸感的電路在工作時會產(chǎn)生火花。接觸器產(chǎn)生的火花會形成干擾源，這些干擾源的頻率很高，對觸發(fā)電路的影響很大，但大多數(shù)化學(xué)儀器的工作頻率較低，影響較小。造成垂直干擾的主要原因有兩個，第一個是接地電流的影響。接地電流是接地電流。如果化工儀表附近有大功率設(shè)備，且電氣設(shè)備長期不檢修或其他原因?qū)е陆^緣性能下降和接地電流泄漏，則會產(chǎn)生接地電流。由于不同接地點(diǎn)的電位不同，化工機(jī)械的輸入電路通常有多個接地點(diǎn)。因此，將接地電流引起的電位差引入化工儀表的不同接地點(diǎn)，產(chǎn)生干擾。其次是化學(xué)儀表導(dǎo)線的絕緣、干擾電壓和對地干擾等問題。

3.2具體的解決措施

對于外部干擾的原因，工作人員可以采用阻塞法和殘差波法消除?；蛘呤褂闷帘畏椒ǎ帘畏椒梢杂糜谑怯媒拥毓芮袛嗷x表電纜，來最大程度地避免電場干擾。由于金屬本身的磁阻較低，所以在接觸電子場時，不能切割其導(dǎo)管內(nèi)的電纜導(dǎo)線。除此之外，屏蔽后的干擾電壓可以降低到5%左右，所以導(dǎo)線交叉后，即使通過穿通管也可以降低到10%左右。濾波方法是在化工儀表的輸入端增加L-C濾波電路或R-C濾波電路，抑制交流干擾，提高二次儀表輸入的觸發(fā)電平，防止雜波信號。此外，遠(yuǎn)離化學(xué)工業(yè)的機(jī)器有效地減少了橫向干擾。垂直干擾的原因可以通過隔離法和接地法消除。隔離法是指消除放大器損壞引起的干擾的方法。即避免放大器外殼與化學(xué)儀表外殼接觸，用絕緣材料支撐放大器，隔離化學(xué)儀表，有效避免電壓泄漏，消除側(cè)向干擾。接地方式是選擇合適的接地點(diǎn)和支線長度。干擾源頻率大于10MHz，需要多點(diǎn)接地，當(dāng)頻率小于1MHz時，可以在量子頻率之間選擇短路接地和多點(diǎn)接地。選擇短路接地時，支路長度應(yīng)控制在波長的5%以內(nèi)。如果信號電路對地短路，絕緣層也應(yīng)選擇對地短路。當(dāng)阻塞層選擇多點(diǎn)接地時，它會產(chǎn)生噪聲電流，在電纜芯部產(chǎn)生干擾源。如果與信號電路中的接地放大電路相連的信號源未連接，則輸入端應(yīng)與放大電路的公共端斷開，反之，與接地放大電路相連的信號源應(yīng)接地。應(yīng)連接放大電路的公共端和輸入端。

四、消除化學(xué)儀器外部干擾的方法分析

4.1抗干擾方法

為了有效地避免電子設(shè)備的干擾，電纜可以敷設(shè)屏蔽管，也可以敷設(shè)天線管。更具體地說，電纜必須打通管道，金屬本身的電阻會影響它。屏蔽后，交叉磁場對電纜沒有實際影響。此外，通過導(dǎo)線的有效布線和屏蔽管，可以大大減少干擾，發(fā)生干擾時，首先確定干擾源，然后確定干擾的傳輸通道，并采取適當(dāng)措施消除干擾。當(dāng)檢測到化學(xué)儀表異常時，化學(xué)儀表人員應(yīng)冷靜、認(rèn)真、細(xì)致地收集、整理和分析異常信息。

4.2干擾過濾方法

化學(xué)工業(yè)儀表是化學(xué)工業(yè)自動化儀表的簡稱，是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程中自動監(jiān)測溫度、液位、成分、壓力、流量等變量的儀表。對于感應(yīng)元件，它具有一定的存儲功能。相應(yīng)的信號源輸入儀表后，關(guān)閉開關(guān)時形成電弧，斷開時形成一定的反方向電位。針對這種實際情況，可以采取影響方法進(jìn)行有效處理。具體方法是將相應(yīng)的余波回路輸入機(jī)器。例如，R-C電路和L-C電路會削弱現(xiàn)有的干涉，用電等觸發(fā)方法有效地切斷雜波信號。

4.3干涉隔離方法

該方法通過放大器避免負(fù)載空氣的干擾，有效避免機(jī)器和放大器的接觸。在正常的化工生產(chǎn)過程中，應(yīng)在儀表和放大器之間設(shè)置相應(yīng)的絕緣材料，緩沖放大器，確保儀表和放大器之間有一定的距離。這是有效消除縱向干涉的常用方法。該方法可以有效防止電壓泄漏，避免縱向干擾。此外，電源也會對機(jī)器的運(yùn)行造成一定的干擾。這種干擾主要是由線路的電阻結(jié)合引起的。高性能電力設(shè)備可能成為主要干擾源，主要是高性能變頻器。為了防止這種干擾，在電源輸入端設(shè)置隔離變壓器，確保電源和線路的合理間距，有效減少干擾。

4.4接地方式

一般來說，儀表干擾源的頻率保持在1MHz以下，考慮到這些特點(diǎn)，可以進(jìn)行單接地處理。但對于一些實際頻率大于10MHz的干擾源，往往需要多點(diǎn)接地。如果干擾源頻率保持在1～10MHz范圍內(nèi)，應(yīng)采用短路接地方式，嚴(yán)格控制接地線的長度。一般不超過波長的5%。否則，接地方法要用多個接地代替。如果信號電路在一個接地上，LF電纜的切斷也需要這個接地。如果電纜的斷點(diǎn)數(shù)量超過一個，就會產(chǎn)生一定的噪聲電流。對于交聯(lián)電纜，阻斷電流在結(jié)合過程中產(chǎn)生干擾源，大多數(shù)情況下是電壓干擾源。如果信號電路連接到未接地的信號源和接地放大器，必須將隔離層連接到放大器電路的公共端。相反，如果信號源和非接地放大器連接起來，即使信號源沒有連接，也要連接放大電路的輸入端和信號源，確保機(jī)器的正常工作。當(dāng)頻率較低時，當(dāng)超過頻率時，應(yīng)選擇多點(diǎn)接地方式。如果化工儀表周圍有大功率設(shè)備，需要特別注意維護(hù)和檢測該輸出的設(shè)備通常應(yīng)接地。一旦接地線損壞或泄漏，它正在形成，在維護(hù)的過程中，產(chǎn)生電流可能會造成電位差，但通常需要使用化工機(jī)械，必須定期清洗，表面有多處或多處雜質(zhì)接觸在里面。在接地點(diǎn)之間形成電位差，以清除棉花和灰塵。此外，需要定期對設(shè)備進(jìn)行循環(huán)過濾，以防止機(jī)器正常運(yùn)行。面對短程干擾，也就是可靠的化學(xué)儀表瞬時跳閘可以有效避免故障?；瘜W(xué)是短程的主要特征，儀器的定期維護(hù)可消除化學(xué)系統(tǒng)運(yùn)行中的設(shè)備故障。保護(hù)在現(xiàn)有的Sprint上。發(fā)生的事情可以很快解決。測量。有效延長儀器設(shè)備的使用壽命。化工儀表（狀態(tài)檢測：狀態(tài)檢測主要是事后檢測方法之一，雖然是消除干擾的縱向措施，但必須在保證手表正常工作狀態(tài)的前提下進(jìn)行。MIE是指當(dāng)工作線周圍交流電壓較高時，應(yīng)分析表中的相關(guān)參數(shù)，以了解化學(xué)儀表的工作狀態(tài)。然而，有一個更大的感應(yīng)電壓，可以達(dá)到幾十到幾百伏。一旦化學(xué)儀表的類型不同，采用狀態(tài)檢測的理論和措施，這些感應(yīng)電壓不會進(jìn)入線路，但會損壞儀表設(shè)備，因此它們必須是相同的。當(dāng)化學(xué)儀表可能發(fā)生故障時，可對化學(xué)儀表采取就近隔離措施。主要措施包括變壓器隔離和光電隔離。提取運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析后，可更換儀表參數(shù)隔離變壓器。變壓器的一次側(cè)和二次側(cè)之間存在比較，通過試驗可以快速確定故障原因。對于檢查狀態(tài)來說，變壓器周圍和下方有兩個線圈，因此應(yīng)定期進(jìn)行輸入法?；瘜W(xué)儀表發(fā)生故障時，應(yīng)及時進(jìn)行校驗，并通過電子感應(yīng)方式交換相關(guān)信息。這種維修確保了化學(xué)儀器的穩(wěn)定運(yùn)行。

五、結(jié)束語

化工儀表作為化工生產(chǎn)的監(jiān)控裝置，其正常運(yùn)行是保證企業(yè)安全、穩(wěn)定、連續(xù)生產(chǎn)的基礎(chǔ)和保證?；瘜W(xué)儀器的外部干擾總是比較復(fù)雜的，經(jīng)常會有不同的干擾。發(fā)生干擾時，首先確定干擾源，然后確定干擾的傳輸通道，并采取適當(dāng)措施消除干擾。當(dāng)檢測到化學(xué)儀表異常時，化學(xué)儀表人員應(yīng)冷靜、認(rèn)真、細(xì)致地收集、整理和分析異常信息，在全面掌握干擾原因的基礎(chǔ)上，選擇消除干擾的方法和措施。

參考文獻(xiàn)：

[1]王利輝.基于電子技術(shù)的化工儀表的外部干擾及其消除途徑分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2014（05）：137-138.

[2]劉莉圓.試探化工儀表外部干擾消除途徑[J].化工管理，2017（27）：231.

[3]閆懷堯.化工儀表的外部干擾及消除途徑[J].化工設(shè)計通訊，2018，44（07）：116.