1、靜電放電抗擾度。靜電放電抗擾度ESD,即對靜電放電產(chǎn)生的脈沖騷擾的抗擾度。靜電放電能量不大,但是電壓很高,有時高達(dá)上萬伏,雖然對人體沒有什么傷害,但其對電子元器件的傷害卻是致命的,整個電路只要有一個電子元器件失效,就可能會導(dǎo)致整個電路失效。渦街流量計靜電放電抗擾度試驗(yàn)遵循標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17626.2《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)靜電放電抗擾度試驗(yàn)》,在試驗(yàn)過程中,會對人們能夠接觸到的渦街流量計部位,進(jìn)行放電試驗(yàn)。渦街流量計機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),接觸放電要求4 k V,但型式評價試驗(yàn),接觸放電會做到6 k V,所以建議流量計生產(chǎn)廠家,渦街流量計電子電路設(shè)計時,ESD接觸放電做到6 k V。
在渦街流量計型式評價試驗(yàn)中,靜電放電抗擾度試驗(yàn)基本都能通過,即使電路沒有靜電保護(hù)器件,這不代表著電路不需要靜電保護(hù)。這是因?yàn)镚B/T 17626.2要求只對日常人們能夠接觸到部位進(jìn)行放電試驗(yàn),這也就意味著只要渦街流量計表體可靠接地,在進(jìn)行靜電放電試驗(yàn)時,電流會直接導(dǎo)入大地,這也就不會對內(nèi)部電子電路產(chǎn)生影響。但在實(shí)際渦街流量計的使用過程中,工程師需要開蓋接線、調(diào)整放大倍數(shù)、調(diào)整儀表系數(shù)等,這都給了靜電進(jìn)入電子電路的機(jī)會,這種隨機(jī)性電路破壞極難察覺,也就給儀表的維修帶來了極大的困難。在電子電路設(shè)計中,建議工程師在電源部分加壓敏電阻,在需要保護(hù)的關(guān)鍵電子元器件旁加TVS(瞬態(tài)電壓抑制器)管來抑制靜電干擾;在流量計需要開蓋時,建議工程師提前把靜電釋放掉或帶靜電手環(huán)等靜電防護(hù)設(shè)施作業(yè)。
2、射頻電磁場輻射抗擾度。射頻電磁場輻射抗擾度,即對空間騷擾電磁波的抗擾度??臻g中的騷擾電磁波是無處不在的,例如無線電廣播、電視臺的發(fā)射機(jī)、手機(jī)等。渦街流量計射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)遵循GB/T17626.3《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)射頻電磁場輻射抗擾度試驗(yàn)》,要求試驗(yàn)等級為3級,即頻率范圍80~1 000 MHz,試驗(yàn)場強(qiáng)10 V/m。為了防止外界電磁波影響試驗(yàn)結(jié)果,同時,為了工作人員身體健康的考慮,試驗(yàn)需要在半電波暗室內(nèi)進(jìn)行。
空間騷擾電磁波對渦街流量計的影響相較于靜電更加隨機(jī),若渦街流量計此項指標(biāo)不達(dá)標(biāo),會時刻影響其性能。渦街流量計工作信號頻率最高3 000 Hz左右,沒有高頻信號處理電路,一般空間騷擾電磁波不會直接對電子電路產(chǎn)生影響。在流量計實(shí)際使用過程中,其主要的空間電磁波干擾是由電源線引入的,電源線相當(dāng)于接收天線,將空間騷擾電磁波接收到電子電路內(nèi)部。在電子電路設(shè)計中,建議在PCB空間允許的情況下,盡量加粗電源線和地線,同時可采用DC-DC隔離電源模塊。
3、電快速瞬變脈沖群抗擾度。電快速瞬變脈沖群抗擾度,即某些電路產(chǎn)生的群脈沖的抗擾度,騷擾從導(dǎo)線引入。電快速瞬變脈沖群主要產(chǎn)生原因?yàn)?電感負(fù)載(如繼電器、接觸器)斷開時,由于開關(guān)觸點(diǎn)間隙的絕緣擊穿或觸點(diǎn)彈跳等原因,在斷開處產(chǎn)生的暫態(tài)騷擾。渦街流量計電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)遵循GB/T 17626.4《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)電快速瞬變脈沖群抗擾度試驗(yàn)》,渦街流量計機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,供電電源與保護(hù)地之間,峰值電壓2 kV,試驗(yàn)時間60 s,重復(fù)頻率5 k Hz。而其型式評價大綱對項指標(biāo)暫未做要求。
電快速瞬變脈沖群的特點(diǎn)為,脈沖成群出現(xiàn)、脈沖的重復(fù)頻率較高、脈沖波形的上升時間短暫、單個脈沖的能量較低。一般不會導(dǎo)致流量計的損壞,但是由于其頻譜分布寬,所以仍然會對渦街流量計內(nèi)部電子器件可靠工作產(chǎn)生影響。在渦街流量計的實(shí)際使用中,若接PLC使用,繼電器的閉合斷開是難免的,這也就要求工程師在設(shè)計渦街流量計電子電路時,做好相應(yīng)防護(hù)的考慮。在電子電路設(shè)計中,加TVS二極管是比較好的選擇,相較于EMI濾波器成本會較低很多。
4、浪涌抗擾度。浪涌抗擾度,即對雷電或某些電路產(chǎn)生的脈沖騷擾的抗擾度,騷擾從導(dǎo)線加入。浪涌主要產(chǎn)生原因?yàn)?雷電和電氣設(shè)備的啟停等,其中雷擊引起的浪涌危害尤為嚴(yán)重,其為單脈沖型,且能量巨大,會在幾微妙內(nèi)到達(dá)上萬伏,一旦進(jìn)入沒有相關(guān)保護(hù)的渦街流量計內(nèi)部電子電路,會導(dǎo)致渦街流量計直接損壞。渦街流量計浪涌抗擾度試驗(yàn)遵循GB/T 17626.5《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)浪涌(沖擊)擾度試驗(yàn)》,渦街流量計機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求,開路試驗(yàn)電壓1.0 k V,浪涌波形1.2/50 us~8/20 us。而其型式評價大綱對此項指標(biāo)暫未做要求。
渦街流量計多用于蒸汽流量的計量,通常需要裝在戶外,這也就時刻在雷電的考驗(yàn)之下。當(dāng)然外殼可靠接地,是避免雷擊最簡單有效的方式,但其也不可能完全避免浪涌進(jìn)入渦街流量計內(nèi)部電子電路。這也就要求工程師在設(shè)計渦街流量計電子電路時,做好相應(yīng)防護(hù)的考慮。在電子電路設(shè)計中,這里又會提到TVS二極管,確實(shí),TVS二極管在應(yīng)對脈沖型干擾,作用是相當(dāng)明顯的。TVS二極管是目前普遍使用的一種新型高效電路保護(hù)器件,它具有極快的響應(yīng)時間(亞納秒級)和相當(dāng)高的浪涌吸收能力。同時,在電子電路設(shè)計中,陶瓷放電管和壓敏電阻也是可以選擇配合TVS二極管一起使用。
5、電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度。電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度,即對供電電源變化的抗擾度。渦街流量計電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)遵循GB/T17626.11《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)電壓暫降、短時中斷和電壓變化的抗擾度試驗(yàn)》,渦街流量計機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求:電源變化影響,直流供電的渦街流量計在額定電壓變化±10%的情況各運(yùn)行15 min;電源短時中斷,電源中斷0%UT,持續(xù)時間250/300周期(50 Hz試驗(yàn)采用250周期,60 Hz試驗(yàn)采用300周期),中斷10次,試驗(yàn)過程中允許渦街流量計出錯,電壓恢復(fù)后應(yīng)能自動恢復(fù)。而其型式評價大綱對此項指標(biāo)暫未做要求。
渦街流量計在實(shí)際使用過程中,電壓變化是在所難免的。在電子電路設(shè)計中,對于電源變化,78M05的輸入電壓范圍為(8~35)V,就可以滿足;對于電源短時中斷,MCU程序上則需要及時做好參數(shù)保存。
6、工頻磁場抗擾度。工頻磁場抗擾度,即對50 Hz交流電產(chǎn)生的強(qiáng)磁場的抗擾度。此項抗擾度指標(biāo)在兩種標(biāo)準(zhǔn)中,均未提及,但在渦街流量計的使用過程中,經(jīng)常會引入50 Hz工頻干擾,導(dǎo)致流量計偏快或工作不正常。工頻磁場抗擾度試驗(yàn)遵循GB/T 17626.8《電磁兼容試驗(yàn)和測量技術(shù)工頻磁場抗擾度試驗(yàn)》,參照電磁流量計和渦輪流量計評價部分的工頻磁場抗擾度試驗(yàn)要求,建議工程師設(shè)計電子電路時,按照試驗(yàn)等級3級,即10 A/m設(shè)計。
只要有220 V供電設(shè)備的場所,就會產(chǎn)生工頻磁場干擾。這也就需要工程師采取相關(guān)措施,防止工頻干擾進(jìn)入渦街流量計電子電路。一般解決措施為:加電源濾波器、流量計良好接地、采用高導(dǎo)磁材料做屏蔽層的線纜等。
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