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如何减小电磁干扰对在线监测系统的影响

发布时间:2024/12/2 11:46:21   
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关键词关键词:污染源在线监测仪器,传感器,电磁干扰,屏蔽,接地,滤波摘要:污染源在线监测,根据污染物种类配置对应的传感器,能对大部分污染源进行监测,用于测量的仪表种类有很多种,电磁的干扰会对测量结果产生较大的影响,如何消除或者减少电磁干扰对在线监测仪器的影响显得非常重要,从三个方面进行分析,以及各种方法的应用场合污染源在线监测建设旨在通过对重点污染源排放状态的自动监控,及时、准确、全面地反映环境质量现状及发展趋势,为环境管理、污染源控制、环境规划、环境评价提供客观的科学依据,增强企业的守法自觉性,提高环保现场执法的现代化水平,逐步达到提高环境质量的最终目的。工业污染污染源排放在线监测内容包括:烟尘(烟尘、SO2、NOx)、污水(COD、流量、TOC、总磷、氨氮)、空气质量、噪声污染等;能实时采集在线监测仪检测的污染物排放数据,超标后能自动报警。治污设备运行状态监测:实时监测现场仪表运行状态、治污设备启停状态等。能自动监测在线监测仪、自动采样器等现场仪表、设备的运行状态(运行、停止或故障等)。三、污染源在线监测系统组成:污染源自动监控系统由污染源现场监控站点系统、数据传输系统、污染源监控中心、污染源在线远程监管系统等组成。采用了计算机、通讯和自动化领域最新的产品和技术,从而构建新一代的污染源在线自动监控(监测)系统。水质在线监测空气环境在线监测污染源在线监测基于电化学、红外紫外激光和其它先进检测方法,对有毒有害气体、液体、固体实时监测分析,为经济型污染源检测系统。根据污染物种类配置对应的传感器,能对大部分污染源进行监测,用于测量的仪表种类有很多种,比如用于流量测量的污水流量计、用于压力测量的压力变送器等仪表,这些仪表有一个共同的特点就是都是需要外部供电的。任何可能引起电子装置、设备或系统性能下降甚至失效,或者对生命或无生命物质产生损害的电磁现象称为电磁干扰(EMI)。几乎每一种电子设备都产生不同程度的电磁干扰信号,它是一种不希望存在的电磁信号。这种信号可能以电磁辐射的形式辐射出来,也可能通过载流导体,如电源线、电缆等,进行传输。同样,几乎所有的电子设备对其它电子设备产生的干扰信号都很敏感。电磁干扰的产生必须具备电磁干扰源、对电磁干扰敏感的电子装置和电磁干扰的耦合通路三个要素。电磁干扰源分为自然界和人为两种。自然界的电磁干扰主要是雷击产生的大气噪声(10MHz)和宇宙射线、太阳射线引起的大气噪声(10MHz)。人为电磁干扰源分为有意和无意两种,前者是指那些必须发射电磁波的电子设备,如调频波、调幅波、电视、广播发射机以及雷达和移动无线通讯机等;后者是指那些工作时产生无用的电磁干扰信号的电子设备,如计算机设备、继电器、开关、荧光照明灯、电弧焊机以及点火装置等。容易受到电磁干扰影响的电子装置有通讯接收机(收音机、电视机等)、雷达、导航设备、计算机等,特别是这些电子装置中的电源,对电磁干扰更是十分敏感。电磁干扰可能以电流的形式沿载流导体(如电源线和电缆)传播,或以电磁波的形式通过空间传播。因此,根据电磁干扰的耦合通路的不同,电磁干扰可以分为传导电磁干扰和辐射电磁干扰两种。通过载流导体传播的电磁干扰称为传导电磁干扰,通过空间传播的电磁干扰称为辐射电磁干扰。电磁干扰是干扰电缆信号并降低信号完好性的电子噪音,电磁的干扰会对测量结果产生较大的影响,如何消除或者减少电磁干扰对在线监测仪的影响显得非常重要。消除电磁干扰通常有以下办法:(1)利用屏蔽技术减少电磁干扰。(2)利用接地技术消除电磁干扰。(3)利用布线技术改善电磁干扰。尽量避免电机电缆与其他电缆长距离平行走线。(4)利用滤波技术降低电磁干扰。使用电抗器、浪涌保护器等相关元件。下面对常用三种电磁干扰的抑制方法进行说明:屏蔽、滤波和接地。1、屏蔽是用来减少电磁场向外或向内穿透的措施,一般常用于隔离和衰减辐射干扰。屏蔽按其原理分为静电屏蔽、电磁屏蔽和磁屏蔽三种。静电屏蔽的作用是消除两个电路之间由于分布电容耦合产生的电磁干扰,屏蔽体采用低电阻金属材料制成,屏蔽体必须接地。电磁屏蔽的作用是防止高频电磁场的干扰,屏蔽体采用低电阻的金属材料制成,利用屏蔽金属对电磁场产生吸收和反射以达到屏蔽的目的。磁屏蔽的作用是防止低频磁场的干扰,屏蔽体采用高导磁、高饱和的磁性材料来吸收或损耗电磁场以达到屏蔽的目的。屏蔽电缆电磁干扰的影响与距离的关系非常密切,距干扰源越近,干扰场强越大,影响越大。在电子仪器仪表中,电子元件的布置常受体积限制,常采用低电阻金属材料或磁性材料制成封闭体,把防护间距不够的元件或部位隔离起来,以减少或防止静电或电磁的干扰。这种方法主要用在仪器生产过程及在安装中采样屏蔽罩屏蔽电缆来减少电磁的干扰。2、接地,在设备或装置中,接地是为了使设备或装置本身产生的干扰电流经接地线流入大地,一般常用于对传导干扰的抑制。理想的接地体是一个零电位、零阻抗的物理实体,作为各有关电路中所有信号电平的参考点,任何不需要的电流通过它都不产生电压降。这种理想的接地实体实际上是近似的。当采集信号采样模拟量信号接入方式时,接地抗干扰就显得尤为重要。这种方法常用在仪器生产过程及仪器在现场安装过程中。仪表接地图仪器接地图3、滤波可以抑制电磁的传导干扰。敏感电子设备通过电源线、电话线、控制线、信号线等传导电磁干扰信号。对于传导干扰常采用低通滤波器滤波,可以得到有效抑制。但在进行电磁兼容性设计时,必须考虑滤波器的特性:频率特性、阻抗特性、额定电压及电压损耗、额定电流、漏电电流、绝缘电阻、温度、可靠性、外形尺寸等,在现场实际应用中要采用滤波元件,增加抗干扰能力。电源滤波器文献1.吕建工;陈济;付利平;;接地与电磁干扰[A];中国空间科学学会第七次学术年会会议手册

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