论化工仪表外部干扰因素及消除措施

论化工仪表外部干扰因素及消除措施

李辉,郭耀光

内蒙古通威高纯晶硅有限公司 014010

摘要：随着化工工艺的不断发展和现代化程度的提高，仪表在化工生产过程中的作用变得越来越重要。化工仪表用于监测和控制关键参数，确保生产过程的安全性、稳定性和高效性。然而，在实际应用中，化工仪表面临着许多外部干扰因素的挑战，这些因素会对仪表的准确性和可靠性产生不利影响。本文将从外部干扰的成因入手，分析消除外部干扰的具体措施，以期能够加强对化工仪表的保护。

关键词：化工仪表；外部干扰；电磁干扰

引言

化工仪表外部干扰因素的研究对于确保化工生产的正常运行至关重要。外部干扰因素包括但不限于环境温度、湿度、电磁干扰、压力波动、振动和化学腐蚀等。在面对这些外部干扰因素时，采取有效的措施是至关重要的。通过识别和评估不同的干扰因素，并采取相应的对策，可以减少仪表的不良影响，提高仪表的性能和可靠性。

1.化工仪表外部干扰的成因

化工仪表是用于监测、控制和测量化工过程中各种参数的设备。它们起着关键的作用，确保化工生产过程的安全性和稳定性。然而，化工仪表的正常运行常常受到外部干扰的影响。以下是对化工仪表外部干扰的简要介绍。

电磁干扰是最常见的化工仪表外部干扰之一。工厂中存在大量的电器设备和电力线路，它们会产生电磁场。这些电磁场可以干扰仪表的电信号，导致误差或读数不稳定。电磁干扰还会引起仪表的故障或停止工作。振动和冲击也是化工仪表常见的外部干扰因素。在化工厂中，存在各种机械设备、泵和压力系统，它们会产生振动和冲击。这些振动和冲击会传递到仪表上，导致指针抖动、显示不清晰或者使得传感器的读数产生偏差。

在化工生产环境中，温度波动往往是不可避免的。仪表的工作性能和精确度通常会受到环境温度的影响。温度变化会导致传感器的灵敏度发生变化，使得测量结果产生误差。此外，化工厂中还存在各种化学物质和腐蚀性气体，它们会对仪表产生腐蚀或污染。这些化学物质会侵蚀仪表的外壳、电缆或传感器部件，导致仪表性能下降或损坏。

最后，还有一些其他的外部干扰因素，例如光照、尘埃和湿度等。强烈的光照会使得仪表的显示不清晰，影响读数准确性。尘埃和湿度可能进入仪表的内部，影响仪表的电子元件和传感器的工作。

2.电流干扰产生的原因

2.1地电流所产生的影响

（1）电解腐蚀：地电流通过金属管道和设备时，会产生电解腐蚀现象。地电流的流动会导致金属表面产生阳极和阴极的区域，从而引发金属的电化学反应，加速金属的腐蚀速度。对于化工仪表而言，电解腐蚀会导致仪表的金属部分受损，影响仪表的正常运行。

（2）干扰信号：地电流的流动会在周围产生电磁场，这个电磁场会干扰仪表的正常信号传输。【1】干扰信号容易导致仪表的测量结果出现偏差，误导操作人员做出错误的判断。特别是对于一些精密仪器，地电流的干扰会严重影响仪表的准确性和稳定性。

（3）安全隐患：地电流的流动会导致设备及管道产生电位差，当人员接触到这些带电的设备或管道时，会引发触电事故。【2】因此，地电流也会对人身安全构成潜在威胁。对于化工行业来说，安全是第一位的，因此需要采取相应的措施来防止地电流对人员的伤害。

2.2漏电流产生的影响

（1）仪表精度受损：漏电流会导致仪表电路中的电流偏离预期值，从而影响仪表的测量准确性。特别是对于一些精密仪表，漏电流的存在容易导致测量结果产生误差，影响工艺的控制和判断。

（2）仪表寿命缩短：漏电流会导致仪表电路中的电阻、电容等元件受到过载，从而缩短仪表的使用寿命。长期以来，漏电流的存在会引起仪表的损坏，甚至导致仪表失效，需要更换或修理，增加维护成本。

3.如保消除化工仪器的外部干扰

3.1屏蔽法

屏蔽法可以通过设计合理的仪器外壳来阻挡电磁辐射的进入，外壳通常采用金属材料制成，如铝合金或不锈钢，这些材料具有良好的导电性能和屏蔽性能。通过设计外壳的形状和结构，可以使其具有良好的屏蔽效果，阻止电磁辐射进入仪器内部。屏蔽法还可以采用合适的屏蔽材料来隔离外部干扰。在仪器的电源线、信号线和数据线等关键部位，可以采用屏蔽材料进行包裹或覆盖，以减少电磁波的干扰。屏蔽材料通常是由导电材料和绝缘材料组成的复合材料，具有良好的电磁屏蔽性能。通过使用屏蔽材料，可以有效地避免外部电磁场的干扰。

此外，地线隔离也是一种常见的隔离方法。在化工仪器中，地线是连接仪器和电气系统的重要接口，也是干扰信号传递的通道。通过采取适当的地线隔离措施，可以阻止干扰信号通过地线传递到仪器中。例如，可以使用独立的地线回路或者采用绝缘地线的方式，将化工仪器的地线与其他设备的地线隔离开来，以降低干扰信号的传导。

3.2滤波法

滤波法通过使用滤波器来选择性地过滤掉外部干扰信号，以保留所需信号并削弱或消除干扰信号。滤波器可以根据干扰信号的频率特性来选择合适的滤波方式，包括低通滤波、高通滤波、带通滤波和带阻滤波等。

低通滤波器可以通过允许低频信号通过而抑制高频信号，来降低电源波动等高频干扰的影响。这种滤波器被广泛应用于化工仪器中，可以有效地滤除高频噪声，保留所需的低频信号。常见的低通滤波器包括RC低通滤波器和数字滤波器等。带通滤波器可以同时滤除低频和高频信号，只保留中心频率附近的信号，从而抑制低频和高频干扰。

【3】带通滤波器常用于选择性地传递一定频率范围内的信号，滤除其他频率范围的干扰信号。带通滤波器的设计可以根据具体应用需求进行调整。带阻滤波器也被称为陷波滤波器，可以选择性地抑制某个频率范围的信号，同时保留其他频率范围的信号。带阻滤波器常用于滤除特定频率的干扰信号，例如在化工仪器中，可以使用带阻滤波器滤除特定频率的电源噪声。

3.3进行适当的校准和校验

校准和校验应该在仪器投入使用之前进行，以确保其初始状态的准确性。校准是通过与已知参考值进行比较来确定仪器的准确性，并进行必要的调整。校准过程包括校准标准的选择、校准程序的执行以及记录校准结果。在校准过程中，首先需要选择适当的校准标准。这些标准应具有已知的准确值，并且与仪器所测量的特性或参数密切相关。例如，对于化学分析仪器，可以使用已知浓度的标准物质来进行校准。执行校准程序时，操作人员应按照仪器的操作手册或校准程序的要求进行操作。这涉及到调整仪器的各个部件、输入校准标准值、进行仪器输出的校准等。在调整过程中，应遵循仪器制造商提供的指导，确保操作正确并精确。

3.4变压器隔离

变压器隔离法的基本原理是利用变压器的电磁感应原理，在输入端和输出端之间建立一个磁场隔离屏障，从而实现电气隔离。下面将介绍变压器隔离法的工作原理和应用。

首先，变压器是一种电气设备，由输入线圈（Primary Coil）和输出线圈（Secondary Coil）组成，两者通过铁芯磁路相连。当输入线圈通入交流电流时，产生的磁场会在铁芯中感应出电磁力线，从而使输出线圈中的电流发生变化。利用这种原理，变压器可以实现电压和功率的变换。在化工仪器中应用变压器隔离法时，输入端与输出端的线圈分别与干扰源和仪器相连。通过选择适当的变压器比例，可以实现输入端电压和输出端电压之间的变换，从而实现电气隔离。在这个过程中，输入端的干扰信号会被隔离在输入线圈和输出线圈之间的变压器铁芯中，不会传递到输出端，保持仪器的准确性。

结束语：在面对这些外部干扰因素时，采取有效的措施是至关重要的。通过识别和评估不同的干扰因素，并采取相应的对策，可以减少仪表的不良影响，提高仪表的性能和可靠性。这些措施包括但不限于防护措施、信号处理技术、优化传感器设计和选择适当的材料等。

参考文献：

[1]刘德宝,高斌.化工仪表的外部干扰及消除路径[J].化工管理,2019(29):134-135.

[2]聂德品.化工仪表的外部干扰及消除的方法研究[J].电子测试,2019(06):96-97. 2019.06.040.

[3]聂德品.化工仪表的外部干扰及消除的方法研究[J].电子测试,2019(06):96-97. 2019.06.040.