[實用新型]渦流傳感器的抗干擾裝置

有效

• 申請號: 200820060040.5
• 申請日: 2008-06-20
• 公開（公告）號: CN201251467Y
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 方志宏;朱克強;俞曉光;夏勇
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: G01F23/22
• 分類號: G01F23/22
• 代理公司: 上海明成云知識產權代理有限公司
• 代理人: 周 成

技術領域

本實用新型涉及一種自動化儀表，尤其是指一種渦流傳感器的抗干擾裝置。

背景技術

在復雜系統環境下的工業生產中，存在著各種干擾問題，特別是重工業生產中，在同一環境中功率相對較大的電器設備與精確的電子檢測儀器并存，使干擾問題尤其突出。在冶金行業的生產中，使用了各種大功率電熱設備、電動設備，造成同一環境中應用電子檢測的精確傳感器被嚴重干擾，使其無法正常使用，影響了控制、工藝，也影響到產品質量和生產安全順行。例如，冶金行業的連鑄機的液面控制回路，有的采用了捷克VUHZ公司生產的電子渦流液面傳感器檢測鋼水液位，而用于中間包鋼水加熱的等離子電子設備功率高達2兆瓦，且它們相距又非常近，所以對鋼水液面的測量產生的干擾很大，液面檢測的波動非常大，造成生產無法自動澆鑄，只能改成手動控制操作。

上述VUHZ的液面傳感器的結構如圖1所示，它包括傳感器探頭組件1(以下簡稱組件1)、前置放大器2和中央計算單元3。組件1和前置放大器2安裝在現場，中央計算單元3安裝在控制室。該傳感器探頭組件1不是普通的單一傳感器，其內包括(見圖2)驅動線圈L1，檢測線圈L2和參考線圈L3，另外還有1個高溫報警用熱敏電阻溫度傳感器R。首先中央計算單元3給出一個813Hz/10Vrms的交流驅動信號，經過前置放大單元2，帶動組件1的驅動線圈，組件1中的檢測線圈檢測到鋼水位置的變化，產生一個很小的813Hz電壓信號，由前置放大器2轉換成電流信號向計算單元3進行遠距離傳輸。計算單元3根據信號的幅值和相位進行計算，得到液位信號，通過4-20mA信號送DCS控制系統4進行回路控制。

在使用等離子裝置進行中間包鋼水加熱時，等離子電弧會向空中散發電磁輻射、通過中間包的交變電流會使周圍的導體上產生感應電壓、泄漏進鋼水的電流也會對周圍的傳感器產生感應，使渦流液位傳感器上產生比較大的干擾。經過測試，等離子干擾信號經過變換傳輸后在計算單元的入口處的幅值大約為最大1Vpp，頻率從50Hz到2.5KHz。干擾的頻率覆蓋了工作信號的頻率。又經過測試，VUHZ渦流液面傳感器的信號敏感范圍從795Hz到835Hz，該頻帶以外的干擾對結果沒有影響，頻帶內的干擾有影響，特別是813Hz工作頻率附近的干擾影響最大。

通常消除干擾的方法是對信號進行濾波，將工作頻率以外的干擾信號過濾掉。由于干擾的頻率覆蓋了工作頻率，所以濾波的方法有一定的局限性，最理想的濾波器也難以完全消除干擾。采用時域處理技術，如果能夠檢測到干擾信號，并且用差分的方法，就可能將該干擾完全過濾掉。但是從旁路主動引入的干擾信號與疊加在傳感器上的干擾信號，在幅值與相位上，不一定完全匹配，所以用檢測到的干擾信號直接與傳感器信號相減未必能完全消除干擾。

為了解決上述諸多問題，目前業內也有眾多公開的技術方案：

1，“消除高速板串擾的差分線組合方式”(中國專利CN200310112096.2)，介紹了一種通過差分排線進行抗干擾的方法，該方法只能依靠干擾本身的對稱性進行抗干擾，不能對干擾補償信號進行精確匹配與調整，所以抗干擾效果不可能非常徹底。

2，“消除窄帶干擾信號的方法”(中國專利CN200480017773.5)，提供了一種在接收機中消除窄帶干擾信號的方法。它計算出頻率的偏移，消除窄帶干擾信號。該方法只能消除與工作頻率不同的干擾信號，對于同頻的干擾信號無法消除。

3，“抗噪聲低頻精密相位差計”，(中國專利CN200420054779.7)公開了一種抗噪聲低頻精密相位差計，它可以減小兩路輸入信號中的噪聲在相位比較器中互相調制后產生的測量誤差，但是它既不對干擾補償信號進行校正，更不能消除與工作頻率相同的干擾信號。

上述公開的技術方案中，由于各有其缺陷，不能真正解決上述渦流傳感器測量鋼水液位時所存在的干擾問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了解決上述現有技術中用渦流傳感器測量鋼水液位時所存在的干擾問題，提供一種主動補償的抗干擾裝置，同時，利用同一個傳感器探頭組件中，等離子干擾源對渦流線圈傳感器和溫度報警傳感器的干擾特性相似的特點，提取溫度報警傳感器R上疊加的干擾主動消除渦流線圈傳感器L3上的干擾，本實用新型提供的主動補償的抗干擾裝置能夠解決主動引入的干擾補償信號與傳感器實際信號不匹配的問題，并能有效地抑制干擾的渦流傳感器的抗干擾裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的：