如何解決超聲波流量計(jì)所受到的干擾問題,?
閱讀:4004 發(fā)布時間:2022-3-29
在超聲波流量計(jì)測量系統(tǒng)中,,造成干擾的干擾源有很多種,主要有:
(1)流量計(jì)安裝環(huán)境中可能存在較大的電場和磁場干擾,;
(2)靠近水泵安裝時水泵帶來的接近超聲波信號的噪音,;
(3)電源的噪聲干擾采用常用的電源濾波技術(shù)就可以消除其影響;
(4)發(fā)射信號對接收信號的干擾,。發(fā)射信號功率較大,,通過電路和聲路都可以耦合到接收電路上,如果管徑很小,,換能器間距離很近,,發(fā)生干擾的尾部就會波及接收波的波形,從而嚴(yán)重影響接收信號,。
抗干擾的措施
(1)電源,。在系統(tǒng)使用的各種直流電源(如+5V的輸入端均跨接1個10~-100μF的電解電容和1個0.01~0.1μF陶瓷濾波電容以抑制電源尖峰干擾,收發(fā)電路用兩套相互隔離的電源供電,。
(2)接收范圍門,。超聲波流量計(jì)接收范圍門可以防止發(fā)射信號以及開關(guān)動作給接收信號帶來的干擾。
(3)自動增益技術(shù),。自動增益技術(shù)除了使信號便于測量外,,還可以有效地抑制噪聲干擾。
(4)看門狗電路,。超聲波流量計(jì)程序在運(yùn)行過程中會因?yàn)槭艿礁蓴_導(dǎo)致失控,,引起程序亂飛,或陷入“死循環(huán)”,,此時最直接的抗干擾方法是采用硬件“看門狗”電路,。復(fù)位脈沖可使系統(tǒng)復(fù)位,程序重新啟動運(yùn)行,。例如采用X5045集成芯片來實(shí)現(xiàn)看門狗功能,。X5045的引腳功能如下:CS為片選信號;SO為串行輸出,;SI為串行輸入,;SCR為串行時鐘輸入,;WP為EEPROM寫保護(hù)輸入;RESET為復(fù)位信號輸出,;Vss為地,;Vcc為電源電壓,。X5045使用三線總線串行(SPI)外設(shè)接口,,對芯片進(jìn)行操作的所有操作碼、字節(jié)地址及寫入的數(shù)據(jù)都由S引腳輸入,,寫入數(shù)據(jù)在串行時鐘SCI的上升沿被鎖存,;從芯片讀取的數(shù)據(jù)由SO引腳串行輸出。芯片的把關(guān)定時器和電壓監(jiān)視器都對單片機(jī)提供獨(dú)立的保護(hù),,當(dāng)電源電壓降到45V以下時,,RESET引腳立即自動產(chǎn)生高電平復(fù)位信號,并一直保持到電源電壓恢復(fù)正常,;當(dāng)系統(tǒng)上電或掉電時,,RESET引腳也自動產(chǎn)生一個高電平復(fù)位信號;當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時,,只要把關(guān)定時器達(dá)到其可編程的超時限RESET引腳立即自動產(chǎn)生一個持續(xù)200ms的高電平復(fù)位信號,。這樣,就可有效地防止死機(jī),、數(shù)據(jù)誤寫及誤操作等故障的發(fā)生,。
(5)合理的布線技術(shù)。超聲波流量計(jì)模擬信號線與數(shù)字信號線相對分開,,信號線與電源線分開布線時將公共地線與電源線盡量加寬,,并使它們盡可能靠近需要供電的電路;減小電源線和地線的長度,,以減小兩者之間的公共阻抗,,減小耦合干擾的產(chǎn)生;布線過程中避免回路有重復(fù)面積,,以減小相互感應(yīng),。
(6)接地技術(shù)。數(shù)字地和模擬地分開,,它們在點(diǎn)相連,,兩個探頭各自使用相互獨(dú)立的地線,減小地線干擾耦合,,儀表及探頭外殼接地,。
(7)屏蔽技術(shù)。超聲波流量計(jì)運(yùn)用屏蔽技術(shù)可以隔離通過空間耦合的電磁干擾,,采取的措施是用金屬機(jī)殼將測量電路封裝起來,。