0引言
在石油化工、冶金、食品飲料、制藥、造紙、染料等眾多領域,通常采用電磁流量計對流動的各種混濁、懸浮液體介質(水煤漿、泥漿污水、水泥混凝土漿、紙漿、金屬流體等)的流量進行測量。電磁流量計用信號電纜主要用于將電磁流量計的實際測量結果信號傳輸至顯示系統(tǒng)。隨著電磁流量計測量系統(tǒng)中電路的日趨復雜和對信號傳輸要求的逐步提高,傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜的性能已無法滿足使用要求,因此本公司開展了一種新型低噪音電磁流量計用信號電纜的研制。
1傳統(tǒng)電纜性能現(xiàn)狀
根據(jù)調查,傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜的性能主要存在以下缺點和不足:a.電纜易受電磁干擾,造成傳輸信號不穩(wěn)定�，F(xiàn)有電磁流量計主要由流量傳感器轉換顯示器和勵磁電源三大部分組成,其中勵磁電源與流量傳感器一-般組裝在-一起，這樣傳輸信號的信號電纜必然會受勵磁電纜的電磁場干擾,影響傳輸信號的穩(wěn)定性。針對這種情況，雖然在電磁流量計工程安裝和應用時明確規(guī)定，信號電纜和勵磁電纜必須嚴格分開(即不能同管教設、不能平行敷設.不能--起絞合),應分別單獨穿管敷設,以進行有效的電磁隔離,但造成安裝敷設成本較高,而且使用不便。b.電纜內部產(chǎn)生較大噪音,造成信號的分辨率和精度較低。實際應用中,傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜易因受振動、沖擊.彎曲以及外界溫度變化，造成內部摩擦,從而產(chǎn)生噪音。
2新型電纜性能改進設計
針對傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜的易受電磁干擾和內部產(chǎn)生較大噪音的性能缺陷，首先根據(jù)電磁流量計用信號電纜的特點及其運行環(huán)境要求設計了多種結構方案,而后綜合考慮電纜抗電磁干擾水平、內部噪音水平、工藝的實現(xiàn)難度和制造成本等因素對相關設計方案進行反復篩選，最終確定了新型低噪音電磁流量計用信號電纜的結構。
該新型電纜的結構如圖1所示。導體為單股退火鍍錫軟銅線,以提高導體的導電性和防腐蝕性。在導體外繞包一層薄F4(聚四氟Z烯)半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音。絕緣采用材料較為純凈.介電常數(shù)較小具有一定彈性的聚丙烯絕緣級材料,并采用擠壓式擠出,減小絕緣層與導體的向隙。采用對絞組作為信號傳輸線,由于在兩根傳輸線上感應的電壓接近相等,減小了電壓差值，提高了信號傳輸穩(wěn)定性;對絞組由兩種不同顏色絕緣線芯組成,相鄰線對對絞節(jié)距應不大于100mrmn。對絞分屏蔽紀(即對對絞組進行分屏蔽,每對對絞組外繞包兩層聚酯帶和--層厚0.04mm鋁塑復合帶繞包,內置-根7X0.26mm鍍錫銅絞線作引流線)有利于對不同對絞組之間信號中音的抑制和隔離。對絞分屏敞組同心式絞合成纜，在對絞分廉蔽組間]填充非吸濕性材料,以保證纜芯圓整。在成纜纜芯外繞包兩層聚酯帶,再采用鋁塑復合帶繞包,內置鍍錫銅線作引流線,以提高電纜電磁屏蔽能力�？偲脸▽油鈹D包隔離層(隔離護套).隔離層采用絕緣級低密度聚乙烯材料。隔離層外采用鎧裝層，鎧裝材料為高導磁合金鋼帶.其為強磁材料,叮將外來的磁通大部分限制在鎧裝層的外表面上(僅布少部分能進.人被屏蔽的空間);鎧裝時對高導磁合金鋼帶采用縱包焊接,確保其形成.連續(xù)圓杜管;鎧裝層可提高電纜抗電您T擾水平以及對電纜進行加強，減少電纜振動引起的電動勢。外護奈采用監(jiān)色軟PVC(聚氯乙烯)護層級電纜材料擠包,實現(xiàn)電纜防護。
該新型低噪音電磁流量計用信號電纜通過結構和選用新的材料具有了高抗電磁干擾能力和優(yōu)異的低噪音性能,可實現(xiàn)信號的高分辨率、精度高穩(wěn)定傳輸:a.通過采用絕緣線芯對絞、對絞鋁箔分屏蔽、引流線設置、鋁箔總屏蔽、全封閉鋼合金鎧裝屏蔽等綜合設計,對內外部電場和磁場形成有效的屏蔽隔離,抑制了內部串音,降低了信號傳輸?shù)牟▌有?大大提高了電纜的抗電磁干擾水平,提高了電纜傳輸信號的正確率和可靠性。在實際工程安裝中,電纜也不必穿金屬管敷設，可降低工程成本。b.采用鍍錫導體以及導體外設置F4半導電帶,有利于降低導體和絕緣之間的摩擦起電噪音,同時電纜整體設計結構緊湊,尤其是鋼合金鎧裝層的設計,使得電纜內部相對滑動少,一定程度上也減少了電纜內部摩擦起電噪音的產(chǎn)生,這樣可以將原始噪音降低2~3個數(shù)量級,極大地提高了傳輸信號的分辨率和精度,減小了電磁流量計的計量誤差,大大提高了電磁流量計的計量正確率、精度和可靠性,完全可滿足微量正確計量場合的使用要求。
3總結
低噪音電磁流量計用信號電纜從設計上解決了傳統(tǒng)電磁流量計用信號電纜在抗電磁干擾能力和電纜內部噪音較大方面的不足,擴大了電磁流量計用信號電纜的選擇性,社會效益顯著。該新型低噪音電磁流量計用信號電纜充分考慮到工藝的可行性、功能的實現(xiàn)性和成本的有效控制性等因素,滿足了各類流體介質計量尤其是微量精確計量時的分辨率、正確率、精度等要求,具有廣闊的發(fā)展前景,市場潛力很大。
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