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在复杂多样的工业环境中，工业仪表的安装场所必然伴随着各种电磁干扰。 要求测量设备或控制系统能在复杂的电磁环境中可靠运行，并具有不对周围任何设备造成不能承受的电磁干扰的能力。 即要求现场安装的各种设备或系统具有良好的电磁兼容性（EMC）。

超声波液位计一般以超高运算能力的微处理器MCU为核心，通过高精度滤波电路，对各种复杂液位/液位工况和衰减后的超声波脉冲信号进行捕获放大，微处理器MCU输出准确对信号进行分析处理后的液位/料位信息。 超声波液位计的电路结构特别容易受到附近大型工业设备的电磁干扰，导致工作不稳定，测量精度下降，甚至死机。 在产品研发过程中，极微工程师发现大型电机或变压器产生的电瞬态快速脉冲串（EFT）干扰信号是导致MCU和高精度滤波电路无法正常工作的主要干扰源。

对于EFT干扰信号，部分客户在采购工业现场仪表时，会根据国际IEC61000-4-4标准（国家标准GB/T17626.4工业环境电快速瞬变脉冲群抗扰度测试性能标准）提出具体要求。 技术指标要求：带MCU微处理器的仪器必须通过±1KV的A级性能①测试和±2KV的B级性能①测试。

集微自动化在超声波液位计产品研发初期，在抗EFT干扰实验中出现以下现象： ①仪器在±2KV条件下自动重启频繁死机，无法自行恢复，必须重新上电即可恢复正常。 这种现象证明产品的抗干扰性能差； ②按设置、选择等按钮进行调试时，出现关机或死机现象； ③测量不准确电容式液位计模块，电平数据跳变异常。

我们对以上测试结果进行了深入分析，分别采取了不同的应对措施。

首先对于问题①的关断，根据经验判断是IC（MCU）的RESET脚和电源部分干扰严重，一般群脉冲干扰会通过电源线引入，虽然电源部分电路上已经有很多滤波器件，但由于器件布局不科学，间距和接地不能有效形成近地屏蔽。 以此为方向，我们重新整理了电路布局，增加了更合适的滤波器件。

其次，结合上述①和②问题，同时，对于与MCU外围连接的其他I/O端口，采用额外的隔离和滤波器件，并对MCU芯片进行屏蔽。

再次，对于问题③，我们通过示波器波形图观察到回波信号干扰严重，这显然与信号处理电路的滤波能力密切相关。

另外，由于产品结构必须满足高防爆设计，集微全自动超声波液位计采用金属外壳设计，金属外壳与内部电路之间形成分布电容，干扰信号会通过敏感器件与金属外壳之间的分布。 电容传播。 解决方法是增加敏感器件（特别是一些精密运放、高精度电容和变压器等）之间的距离； 原装插件元件尽量用SMD代替； 参考地的铺设也应覆盖敏感器件； 换能器（探头）的驱动和检测电路在布线上也应尽可能短，以减少近场耦合的影响； 在信号输出电路中加入磁珠，增加抗干扰能力。

经过上述整改，测试效果很好，原有的停机和死机现象已经消除，设备工作稳定，测量数据准确可靠，顺利通过了±2KV的EFT测试，抗-EFT抗干扰性能达到国标B级。

继威自动化超声波液位计抗EFT干扰性能达到国标±2KV EFT测试B级性能后，继威工程师持续跟踪客户对仪器的后续使用情况，对客户在全国各地的工作现场进行了实地考察，包括一些大型化工企业。 工厂、污水处理厂、石油生产加工企业等 我们了解到，在大型工业场所，往往不可避免地在大型工业设备（如大型压力泵、变压器、大功率电机）附近安装仪表等），而这些大型设备在单台或多台同时工作时产生的电磁干扰信号非常强，远超一般标准，抗EFT干扰性能通过B- ±2KV电平性能测试不能可靠工作。 为进一步提高集微全自动超声波液位计的抗干扰能力，适应类似极端工况，保障企业的安全生产，集微工程师以客户现场需求为最终设计目标。产品，延续之前的设计和整改理念电容式液位计模块，不断完善超声波液位计的EMC性能指标，目标是通过最高级别的EFT测试条件——±4KV的A级性能测试。

±4KV的EFT测试结果及现象：①信号测量不准确，回波信号再次受到干扰； ②根据测试设备组脉冲干扰信号的发射，电路板上的某些器件出现放电和火花。

针对问题①，极微工程师通过深入分析和大量实验发现，升压变压器为高匝比推挽变压器，变压器对电流变化敏感，干扰信号侵入后续放大电路通过变压器，从而干扰检测电路。 通过增大滤波电感和加装变压器屏蔽罩，在电路布局上进一步缩短变压器与超声换能器（探头）的电路距离，消除回波信号的干扰现象。

针对问题②，极微工程师发现，由于部分高压电容采用标准插件器件，PCB布局上的管脚间距较短，无法满足超高压下的放电间隙要求。 整改中增加了更高规格的高压滤波装置，并加大了PCB板间的接地金属片与其他元器件的距离，并使器件远离电路板边缘至多可以增加与外壳的电气间隙。 此外，电路模块增加防静电胶刷工艺，增加静电隔离，外壳采用高绝缘搪瓷漆改进。

经过上述整改，放电现象已消除。 最终，极微超声波液位计顺利通过了EFT±4KV性能等级A测试，实现了极微超声波液位计的抗干扰能力远超同行业同类产品。

吉威超声波液位计产品研发始终将EMC性能作为产品质量的重要指标，以最高水平的测试标准设计和测试产品。 本产品的EMC设计符合IEC61000-4（GB/T17626.2）标准，通过了EFT±4KV A类性能、ESD静电放电A类性能和浪涌测试，确保仪器稳定可靠工作在各种恶劣和嘈杂的工业环境中。

机威Uson-11标准型超声波液位计

① 附抗扰度试验性能判据：

性能判据A级：试验过程中，性能在规定范围内正常；

性能判据B级：试验过程中，功能或性能暂时降低或丧失，但能自行恢复。

性能标准C级：测试过程中，功能或性能暂时降低或丧失，但需要操作者干预或系统复位。 如何选择超声波液位计？