論述了地磅在工業(yè)環(huán)境下的干擾源,干擾方式及其危害,提出了地磅安裝和使用方面的抗干擾措施。
電子秤是基于稱(chēng)重傳感器、放大器、A/D轉換 器、測量顯示儀表、計算機系統等構成的稱(chēng)重系統, 它很容易受到電磁場(chǎng)干擾而影響正常工作,在工業(yè) 生產(chǎn),尤其是冶金企業(yè)環(huán)境中電磁干擾非常嚴重,因 此極易使稱(chēng)重系統受到干擾,造成計量失準甚至引 起故障。為了提高系統的可靠性,使其免受干擾的 影響,就要針對不同的干擾源,采取相應的行之有效 的克服辦法。
1.冶金企業(yè)地磅的干擾源及干擾方式
1.1主要的干擾源
在冶金企業(yè)中地磅的干擾源來(lái)自以下幾個(gè) 方面:
(1)靜電干擾。多來(lái)自?xún)x表、信號電纜和交流 電源線(xiàn)等。如在同一根電纜中既有220VAC電源 線(xiàn),又有信號線(xiàn),則很容易在信號線(xiàn)上感應出較強的 交流電壓。
磁場(chǎng)干擾。多來(lái)自稱(chēng)重設備附近的較大電 流或較大電磁場(chǎng)的設備,當信號電纜穿過(guò)這些強磁 場(chǎng)并于磁力線(xiàn)不完全平行時(shí),這些交變磁場(chǎng)就會(huì )在 信號線(xiàn)中感應出電動(dòng)勢。
(2)強電流場(chǎng)干擾。主要和顯示儀表線(xiàn)路設計 有關(guān),由金屬導線(xiàn)中的電流場(chǎng)在兩點(diǎn)建立的電位差 被引人到儀表的放大器所致。
(3)射頻干擾。主要由對講機、移動(dòng)電話(huà)等造 成的干擾,以及在工業(yè)生產(chǎn)中大型動(dòng)力設備的啟動(dòng)、 停止的操作干擾(火花干擾)和高次諧波干擾等,如 電焊機干擾、電鈴干擾、雷電干擾等。
(4)人為干擾。如某些客戶(hù)為了取得非法利 益,利用遙控作弊,產(chǎn)生一些特殊干擾,造成計量數 據失準。
1.2干擾的形成
(1)共模干擾。當傳感器的信號線(xiàn)對某一帶電 體的分布電容相等,在兩根信號線(xiàn)上的干擾電壓也 是相等的,我們一般稱(chēng)為共模電壓,對于磁場(chǎng)干擾也 是一樣,雙線(xiàn)對稱(chēng)時(shí)電磁場(chǎng)干擾大多也為共模干擾, 它的特點(diǎn)是在兩根信號線(xiàn)上干擾信號向量(大小和 方向)是相等的。
(2)差模干擾。當干擾在信號線(xiàn)上的干擾電壓 不相等時(shí)(這種情況多發(fā)生在信號線(xiàn)不對稱(chēng),如一線(xiàn) 一地信號制時(shí)),則會(huì )產(chǎn)生差模干擾電壓。交變磁場(chǎng) 干擾也會(huì )在兩信號線(xiàn)與干擾源不對稱(chēng)的狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生 差模電壓。
(3)連續干擾。電源線(xiàn)或動(dòng)力線(xiàn)的電磁場(chǎng)干擾 都是連續的50Hz工頻干擾,它的特點(diǎn)是長(cháng)期存在且 變化不大。
(4)瞬時(shí)干擾。瞬時(shí)干擾主要在電氣設備操作 時(shí)發(fā)生,一般為瞬間尖脈沖干擾或火花干擾,火花放 電可以來(lái)自大自然的雷電干擾、電焊機等,其中經(jīng)常 使用的高頻電焊機,由于能耗大,產(chǎn)生的火花能量也 大,因而干擾較強。
某些不法分子采用高新技術(shù)手段,干擾稱(chēng)重信 號也為瞬間干擾,如地磅計量時(shí)通過(guò)按動(dòng)無(wú)線(xiàn)遙 控裝置,使儀表顯示重量增加或減少,計量完后再恢復 正常,達到非法侵占國家利益的目的。
2.干擾產(chǎn)生的影響
干擾引入稱(chēng)重系統會(huì )產(chǎn)生如下問(wèn)題并造成危害:
(1)稱(chēng)重信號的模擬量,使其產(chǎn)生較大的波動(dòng), 輕者使儀表顯示不穩定,重者則使系統計量誤差增 大。
(2)電壓沖擊會(huì )損壞稱(chēng)重傳感器、二次儀表等。
(3)干擾儀表或計算機,使系統死機。
(4)人為干擾危害極大,會(huì )給國家造成無(wú)法估量 的經(jīng)濟損失。
3.抗干擾措施
為了提高系統的安全可靠性,維護計量的公正 性和權威性,應采取一定的抗干擾措施,盡量阻止干 擾信號的引入,使引入系統的干擾信號得到最大衰 減或盡量不起作用,減少干擾源或降低干擾信號強 度??稍谝韵聨讉€(gè)方面采取措施:
3.1產(chǎn)品設計方面
(1)儀表采用金屬外殼,鋼板對磁屏蔽和電屏蔽 的效果較好,銅或鋁等良導體對靜電和高頻干擾效 果好,對磁屏蔽效果差。
(2)電源引人濾波裝置或浪涌吸收裝置,電源變 壓器進(jìn)行磁屏蔽,一次繞組和二次繞組加隔離層,采 用開(kāi)關(guān)電源等。
(3)信號線(xiàn)采用屏蔽電纜,盡量減少電纜長(cháng)度。
(4)原器件安裝盡量減少引線(xiàn)和連線(xiàn)長(cháng)度,進(jìn)行 合理布置,防止互相干擾。
(5)對模擬信號進(jìn)行有源濾波,合理設置采樣時(shí)間。
3.2設備安裝方面
(1)盡量遠離強電磁場(chǎng)干擾的場(chǎng)合。
(2)嚴格按照設備安裝說(shuō)明進(jìn)行安裝調試。
(3)堅持一點(diǎn)接地原則,屏蔽電纜的屏蔽層在儀 表處進(jìn)行一點(diǎn)接地。
(4)傳感器安裝短路線(xiàn),防止電流通過(guò)傳感器。
(5)秤臺單獨接地,接地電阻小于40,防止雷電 干擾,秤臺接地和屏蔽地分開(kāi)。
3.3電源方面
(1)安裝由電阻電容組成的吸收裝置,抑制電源噪聲。電流采用隔離變壓器。
(2)采用交流穩壓器、凈化電源、UPS電源等。
⑶稱(chēng)重設備單獨供電,和電燈、空調器、電鈴等 分開(kāi)供電。
3.4降低干擾強度
如果有可能應盡量減少干擾源的干擾強度,可 采取以下措施:
(1)易產(chǎn)生諧波的設備及電源系統加濾波電路, 產(chǎn)生火花的設備要加阻容吸收回路或濾波環(huán)節,如 電鈴加裝吸收電容,防止電鈴干擾。
(2)不在稱(chēng)重設備附近使用對講機、移動(dòng)電話(huà)、 電焊機等設備。
(3)電源增加防雷擊裝置、壓敏電阻或TVS瞬 間電壓抑制器等,減少雷電干擾。
3.5軟件方面
采用計算機的地磅可以在軟件方面采取多種措 施,降低干擾的影響程度。如對稱(chēng)重數據進(jìn)行數字 濾波,自動(dòng)檢錯、糾錯技術(shù),通訊系統采取各種防誤 碼模式等。
3.6防作弊方面
(1)對信號電纜穿鐵管敷設,防止不法分子在信 號線(xiàn)上加裝遙控裝置。
(2)安裝紅外線(xiàn)判車(chē)裝置。
(3)采用計算機對數據進(jìn)行判斷處理。
(4)加強設備檢査和維護,發(fā)現可疑情況及時(shí)檢査處理。
4.結束語(yǔ)
采取以上措施后,地磅能獲得較好的抗干 擾效果。設備使用、檢修規范化,有雷電或較強的電 磁場(chǎng)干擾時(shí)設備停止使用,并切斷電源,定期檢査接 地是否可靠,使測量精度得到保證,系統安全可靠的運行。