信號隔離器應(yīng)用場合及使用原理

　　1.信號隔離器的作用

　　(1)地環(huán)流干擾

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中實(shí)現(xiàn)監(jiān)視和控制需要用到各種自動(dòng)化儀表、控制系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，他們之間的信號傳輸既有微弱到毫伏級、毫安級的小信號;又有幾十伏，數(shù)千伏、數(shù)百安培的大信號;既有低頻直流信號，也有高頻脈沖信號等等，構(gòu)成系統(tǒng)后往往發(fā)現(xiàn)在儀表和設(shè)備之間傳輸相互干擾，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至誤操作，出現(xiàn)這種情況除了每個(gè)儀器、設(shè)備本身的性能原因如抗電磁干擾影響，還有一個(gè)十分重要的原因就是各種儀器設(shè)備根據(jù)要求和目的都需要接地,例如為了安全，機(jī)殼需要接大地;為了使電路正常工作，系統(tǒng)需要有公共參考點(diǎn);為了抑制干擾加屏蔽罩，屏蔽罩也需要接地，但是由于儀表和設(shè)備之間的參考點(diǎn)之間存在電勢差(也就是各設(shè)備的共地點(diǎn)不同)因而形成“地環(huán)流”、“接地環(huán)流”問題是在系統(tǒng)處理信號過程中必須解決的問題。

　　(2)自然干擾

　　雷電是一種主要的自然干擾源，雷電產(chǎn)生的干擾可以傳輸?shù)綌?shù)千公里以外的地方。雷電干擾的時(shí)域波形是疊加在一串隨機(jī)脈沖背景上的一個(gè)大尖峰脈沖。宇宙噪音是電離輻射產(chǎn)生的，在一天中不斷變化。太陽噪音則隨著太陽活動(dòng)情況的劇烈變化。自然界噪聲主要會(huì)對通訊產(chǎn)生干擾，而雷電能量尖蜂脈沖可以對很多設(shè)備造成損壞，應(yīng)該加以避免或降低損壞程度，減少損失。

　　(3)人為干擾

　　電磁干擾產(chǎn)生的根本原因是導(dǎo)體中有電壓或電流的變化，即較大dv/dt或di/dt.dv/dt或di/dt能夠使導(dǎo)體產(chǎn)生電磁波輻射。一方面，人們可以利用這一特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)特定功能，例如，無線通信、雷達(dá)或其他功能，另一方面，電子設(shè)備在工作時(shí)，由于導(dǎo)體中的dv/dt或di/dt會(huì)產(chǎn)生伴隨電磁輻射。無論主觀上出于什么目的，客觀上對電磁環(huán)境造成了污染。還有工廠企業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)經(jīng)常有一些大型的設(shè)備(電機(jī)、變頻器)頻繁開關(guān)，他們也會(huì)造成一些容性、感性的干擾，也將影響儀器儀表正常顯示或采集。凡是有電壓電流突變的場合，肯定會(huì)有電磁干擾存在。數(shù)字脈沖電路就是一種典型的干擾源，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用,電磁污染情況會(huì)越來越嚴(yán)重.

　　2.解決各種干擾的方法

　　首先干擾的三要素是干擾源、敏感源和耦合路徑，這三要素缺少一個(gè)，電磁兼容問題都不會(huì)存在。因此要從這三要素入手。找出zui方便的解決方法，一般干擾源和敏感源是沒辦法解決的，通常是從耦合路徑想辦法，也是zui常用的方法。如加屏蔽、加濾波等手段。而處理環(huán)流zui常見以zui為麻煩，現(xiàn)在以此為探討話題。

　　(1)*種方法;所有現(xiàn)場設(shè)備不接地，使所有過程環(huán)路只有一個(gè)接地點(diǎn)，不能形成回路，這種方法看似簡單，但實(shí)際應(yīng)用中往往很難實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槟承┰O(shè)備要求必須接地才能保證測量精度或人身安全，某些設(shè)備可能因?yàn)殚L期遭到腐蝕和磨損后或氣候影響而形成新的接地點(diǎn)。

　　(2)第二種方法：使兩接地點(diǎn)的電勢相同，但由于接地的電阻受地質(zhì)條件及氣候變化眾多因素的影響，這種方法在其實(shí)在實(shí)際中也無法完做到。

　　(3)第三種方法：在各個(gè)過程環(huán)節(jié)中使用信號隔離器，斷開過程環(huán)路，同時(shí)又不影響過程信號的正常傳輸，從而*解決地環(huán)路的問題。

　　3.采用信號隔離器的優(yōu)越性

　　在各個(gè)過程環(huán)路中使用信號隔離器辦法可以用DCS或PLC等隔離卡件或者現(xiàn)場帶的隔離的變送器(部分設(shè)備可以做到)，也可以用信號隔離器來實(shí)現(xiàn)。比較起來，用信號隔離器有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　·絕大部分情況，采用信號隔離器+非隔離卡件比采用隔離卡件便宜

　　·信號隔離器比隔離卡件在隔離能力、抗電磁干擾等方面性能更加優(yōu)越

　　·信號隔離器應(yīng)用靈活，而且它還有信號轉(zhuǎn)換和信號分配及接口轉(zhuǎn)換等功能，使用起來更加方便

　　·信號隔離器通常有單通道、雙通道、通道間相互*獨(dú)立、構(gòu)成系統(tǒng)的配置、日常維護(hù)更加方便。

　　信號隔離器的原理圖如下： 隔離器實(shí)現(xiàn)了輸入對輸出對電源對地的四端三重隔離電路設(shè)計(jì)。因此無需系統(tǒng)接地線路，給設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工帶來極大的方便。也正是由于這種信號線路無需共地的設(shè)計(jì)，使得檢測和控制回路信號的穩(wěn)定性和抗干擾能力大大增強(qiáng)，從而提高了整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

　　安裝注意：

　　由于信號隔離模塊生產(chǎn)廠家不同，所以，在安裝產(chǎn)品的時(shí)候?qū)π盘柛綦x模塊的生產(chǎn)工藝、接線定義是不一樣的。不過，使用場合基本上是相同的，因此，對于產(chǎn)品的維護(hù)方面基本相同。

　　1、使用前，建議施工人員，先詳細(xì)地查看一下信號隔離模塊使用說明書，掌握一下產(chǎn)品的性能知識和使用方式。

　　2、作為信號隔離使用時(shí)，施工人員需要先將輸入端串入環(huán)路電路中，然后，輸出端接取樣回路。

　　3、作為隔離配電使用時(shí)，施工人員需要將輸入端并入電源電路中，然后，輸出端接變送器。

　　4、如果安裝后，遇到信號隔離模塊不正常工作的情況，施工人員需要檢查一下接線方面是否正確，注意電源有無積極性反正。