化工仪表的外部干扰及消除途径探讨

谷红锐　张永亮

摘要：作为化工生产的监测装置和控制装置，化工仪表的正常运行是企业安全、稳定、持续生产的基础和保障。文章结合笔者多年的化工仪表维护经验，对化工仪表常见的外部干扰进行了分析，并提出了具体的消除途径和解决措施。

关键词：化工仪表外部干扰消除途径

化工仪表是化工自动化仪表的简称，指的是化工生产过程中对温度、液位、成分、压力、流量等变量进行自动监测和控制并予以显示的仪表。通常使用的化工仪表是电动、气动和智能化仪表。随着化工仪表智能化程度的不断提高，以及PLC等的广泛应用，如今化工仪表的作用越来越重要，如何做好化工仪表的使用和维护工作已成为化工生产中的重要问题，直接关系到企业的安全、稳定运行。

一、化工仪表的外部干扰

在运行过程中，化工仪表经常会遇到外部环境的干扰，这些干扰将导致化工仪表测量失去准确性，使测量结果失效，还可能导致化工仪表出现逻辑混乱，无法进行正常工作，严重情况下甚至导致停车事故，给化工生产带来巨大的破坏，给化工企业带来经济损失，并且危及到企业员工的生命安全。因此，如何及时发现外部干扰并有效抑制，进一步排除干扰，成为化工企业必须考虑的重要问题之一。

化工仪表可能受到的外部干扰有许多种类，由于化工生产环境中存在许多种类的干扰源，导致化工仪表受到干扰十分多见并且复杂。通常可以将化工仪表受到的外部干扰分为横向、纵向两类，横向干扰是电磁感应导致的垂直干扰，而纵向干扰是漏电阻等导致的平行干扰。具体来讲，通常横向干扰产生的电压能够与测量信号叠加，影响化工仪表的稳定工作，横向干扰电压多在几毫伏到几十毫伏之间，而纵向干扰需要转化成横向干扰才能对化工仪表产生不良的影响，纵向干扰电压通常在几伏到几十伏之间。

二、化工仪表外部干扰的消除途径及措施

（一）外部干扰的形成原因

横向干扰的形成原因主要有三个，第一是突变电磁场的影响，强电流电网、大功率变压器或是交流电动机等附近都存在交变磁场，该磁场具有很高的强度，能够切割化工仪表的导线使其感应产生交变电势，从而干扰化工仪表的工作；第二是高压电磁的影响，如果化工仪表附近存在高压设备，将通过分布电容产生干扰电压；第三是高频干扰，由于带电容的回路或是带电感的回路动作时会产生火花，接触器产生的火花等形成干扰源，这些干扰源具有很高的频率，能够对触发电路造成较大的影响，但多数化工仪表都是低频状态下工作，受到的影响较小。

纵向干扰的形成原因主要有两个，第一是地电流的影响，所谓地电流即是大地中的电流，如果化工仪表附近存在较大功率的设备，并且该电气设备年久失修或是因为其它原因而绝缘性较差，存在对地漏电现象，将会导致地电流的产生。由于大地的不同点有电位差，化工仪表又通常在输入回路上有多个接地点，就可能由不同接地点将地电流导致的电位差引入化工仪表中，从而产生干扰。第二是漏电流的影响，由于化工仪表的导线存在绝缘破损等问题，导线与地存在干扰电压，从而产生干扰。

（二）外部干扰的消除途径及措施

针对横向干扰的形成原因，可以采用屏蔽法、滤波法等方法消除干扰。屏蔽法指的是为避免电磁场的干扰，使用接地的穿线管将化工仪表电缆进行屏蔽，由于金属自身的磁阻很小，交变电磁场无法切割到穿线管内部的电缆导线，经过屏蔽后能够将干扰电压降低到不屏蔽状态下的5%左右，将导线绞合后再穿入穿线管也能将干扰降低到10%左右；滤波法指的是在化工仪表输入端增设L—C滤波电路或R—C滤波电路来抑制交流干扰，还可以提高二次仪表输入触发电平来拦住杂波信号。另外，将化工仪表远离电磁场，也能够有效降低横向干扰。

针对纵向干扰的形成原因，可以采用隔离法、接地法等方法消除干扰。隔离法指的是利用放大器浮空去除干扰的方法，即避免放大器外壳与化工仪表外壳产生接触，依靠绝缘材料垫起放大器使其与化工仪表隔离，从而有效避免电压泄漏，消除横向干扰；接地法指的是选择适当的接地点数和地线长度，如果干扰源频率高于10MHz，需要多点接地，如果频率低于1MHz，可以单点接地，如果频率在二者之间，可以选择多点接地，若是选择单点接地应将地线长度控制在波长的5%以内。如果信号电路采用单点接地，屏蔽层也需要选用单点接地，因为屏蔽层选用多点接地将产生噪声电流，在电缆芯线中形成干扰源。如果信号电路中某个与接地放大电路连接的信号源不接地，应将输入端屏蔽与放大电路公共端相接，反之如果与不接地放大器连接的信号源接地，应将公共端与放大线路输入端相接。

三、总结

化工仪表受到外部干扰的情况经常是比较复杂的，通常有多种不同的干扰一同存在，在发现有干扰存在时需要先确定干扰源，再确定干扰的传输通道，最后再选择适当的措施予以消除。在发现化工仪表异常时，化工仪表人员需要保持冷静，认真、细致的收集、整理、分析异常信息，在充分掌握干扰原因的基础上再选择消除干扰的途径及措施。

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