化工儀表的外部干擾及消除途徑探討

谷紅銳　張永亮

摘要：作為化工生產的監測裝置和控制裝置，化工儀表的正常運行是企業安全、穩定、持續生產的基礎和保障。文章結合筆者多年的化工儀表維護經驗，對化工儀表常見的外部干擾進行了分析，并提出了具體的消除途徑和解決措施。

關鍵詞：化工儀表外部干擾消除途徑

化工儀表是化工自動化儀表的簡稱，指的是化工生產過程中對溫度、液位、成分、壓力、流量等變量進行自動監測和控制并予以顯示的儀表。通常使用的化工儀表是電動、氣動和智能化儀表。隨著化工儀表智能化程度的不斷提高，以及PLC等的廣泛應用，如今化工儀表的作用越來越重要，如何做好化工儀表的使用和維護工作已成為化工生產中的重要問題，直接關系到企業的安全、穩定運行。

一、化工儀表的外部干擾

在運行過程中，化工儀表經常會遇到外部環境的干擾，這些干擾將導致化工儀表測量失去準確性，使測量結果失效，還可能導致化工儀表出現邏輯混亂，無法進行正常工作，嚴重情況下甚至導致停車事故，給化工生產帶來巨大的破壞，給化工企業帶來經濟損失，并且危及到企業員工的生命安全。因此，如何及時發現外部干擾并有效抑制，進一步排除干擾，成為化工企業必須考慮的重要問題之一。

化工儀表可能受到的外部干擾有許多種類，由于化工生產環境中存在許多種類的干擾源，導致化工儀表受到干擾十分多見并且復雜。通常可以將化工儀表受到的外部干擾分為橫向、縱向兩類，橫向干擾是電磁感應導致的垂直干擾，而縱向干擾是漏電阻等導致的平行干擾。具體來講，通常橫向干擾產生的電壓能夠與測量信號疊加，影響化工儀表的穩定工作，橫向干擾電壓多在幾毫伏到幾十毫伏之間，而縱向干擾需要轉化成橫向干擾才能對化工儀表產生不良的影響，縱向干擾電壓通常在幾伏到幾十伏之間。

二、化工儀表外部干擾的消除途徑及措施

（一）外部干擾的形成原因

橫向干擾的形成原因主要有三個，第一是突變電磁場的影響，強電流電網、大功率變壓器或是交流電動機等附近都存在交變磁場，該磁場具有很高的強度，能夠切割化工儀表的導線使其感應產生交變電勢，從而干擾化工儀表的工作；第二是高壓電磁的影響，如果化工儀表附近存在高壓設備，將通過分布電容產生干擾電壓；第三是高頻干擾，由于帶電容的回路或是帶電感的回路動作時會產生火花，接觸器產生的火花等形成干擾源，這些干擾源具有很高的頻率，能夠對觸發電路造成較大的影響，但多數化工儀表都是低頻狀態下工作，受到的影響較小。

縱向干擾的形成原因主要有兩個，第一是地電流的影響，所謂地電流即是大地中的電流，如果化工儀表附近存在較大功率的設備，并且該電氣設備年久失修或是因為其它原因而絕緣性較差，存在對地漏電現象，將會導致地電流的產生。由于大地的不同點有電位差，化工儀表又通常在輸入回路上有多個接地點，就可能由不同接地點將地電流導致的電位差引入化工儀表中，從而產生干擾。第二是漏電流的影響，由于化工儀表的導線存在絕緣破損等問題，導線與地存在干擾電壓，從而產生干擾。

（二）外部干擾的消除途徑及措施

針對橫向干擾的形成原因，可以采用屏蔽法、濾波法等方法消除干擾。屏蔽法指的是為避免電磁場的干擾，使用接地的穿線管將化工儀表電纜進行屏蔽，由于金屬自身的磁阻很小，交變電磁場無法切割到穿線管內部的電纜導線，經過屏蔽后能夠將干擾電壓降低到不屏蔽狀態下的5%左右，將導線絞合后再穿入穿線管也能將干擾降低到10%左右；濾波法指的是在化工儀表輸入端增設L—C濾波電路或R—C濾波電路來抑制交流干擾，還可以提高二次儀表輸入觸發電平來攔住雜波信號。另外，將化工儀表遠離電磁場，也能夠有效降低橫向干擾。

針對縱向干擾的形成原因，可以采用隔離法、接地法等方法消除干擾。隔離法指的是利用放大器浮空去除干擾的方法，即避免放大器外殼與化工儀表外殼產生接觸，依靠絕緣材料墊起放大器使其與化工儀表隔離，從而有效避免電壓泄漏，消除橫向干擾；接地法指的是選擇適當的接地點數和地線長度，如果干擾源頻率高于10MHz，需要多點接地，如果頻率低于1MHz，可以單點接地，如果頻率在二者之間，可以選擇多點接地，若是選擇單點接地應將地線長度控制在波長的5%以內。如果信號電路采用單點接地，屏蔽層也需要選用單點接地，因為屏蔽層選用多點接地將產生噪聲電流，在電纜芯線中形成干擾源。如果信號電路中某個與接地放大電路連接的信號源不接地，應將輸入端屏蔽與放大電路公共端相接，反之如果與不接地放大器連接的信號源接地，應將公共端與放大線路輸入端相接。

三、總結

化工儀表受到外部干擾的情況經常是比較復雜的，通常有多種不同的干擾一同存在，在發現有干擾存在時需要先確定干擾源，再確定干擾的傳輸通道，最后再選擇適當的措施予以消除。在發現化工儀表異常時，化工儀表人員需要保持冷靜，認真、細致的收集、整理、分析異常信息，在充分掌握干擾原因的基礎上再選擇消除干擾的途徑及措施。

參考文獻：

[1]呂文坡，賈飛，胡瑞軍.化工儀表的外部干擾及消除方法[J].內蒙古石油化工，2005，（11）.

[2]晉景云.淺析石油化工儀表的安全維護[J].科技致富向導，2011，（21）.

[3]孫宏杰.淺議化工儀表及自動化的發展情況[J].黑龍江科技信息， 2010，（09）.

[4]劉慧俠.化工儀表防腐蝕技術管理探討[J].現代商貿工業，2010，（07）.