電(dian)磁流量(liàng)計 的勵(li)磁線圈(quan)在實際(jì)制造中(zhōng)可能不(bú)對稱，尤(you)其在較(jiao)大的🔞電(dian)🛀🏻磁流量(liàng)計傳感(gǎn)器制作(zuo)過程中(zhōng)存在這(zhe)個問題(ti)的🐇可能(néng)性更大(dà)。但是，針(zhen)🌈對勵磁(cí)線圈可(ke)能存在(zai)的位置(zhì)偏💃🏻差情(qíng)況進行(hang)分💋析的(de)文獻卻(què)較少。運(yun)用有限(xiàn)🙇‍♀️元軟件(jiàn)Ansys對電磁(cí)流量計(ji)勵磁線(xian)圈不對(duì)稱問題(tí)建立🏃🏻磁(ci)場仿真(zhēn)模型，并(bing)在模型(xing)下進行(háng)數值仿(páng)真分析(xi)勵磁線(xiàn)圈不對(duì)稱🏃‍♀️對電(diàn)磁流量(liang)計測量(liang)區域磁(cí)場強度(du)分布的(de)影響，對(dui)因此而(er)帶來的(de)測量信(xin)号的變(bian)化進行(háng)分析。
1磁(cí)場評價(jia)指标與(yǔ)電磁測(ce)量原理(lǐ)
　　電磁流(liú)量計的(de)磁場評(píng)價指标(biāo)做了描(miáo)述，主要(yào)有樣本(ben)平均值(zhí)、變異系(xì)數和均(jun1)勻區域(yù)面積。爲(wèi)了考察(cha)勵磁線(xiàn)圈不對(dui)稱時電(diàn)磁流量(liang)計測量(liàng)信号的(de)變化，引(yǐn)入文獻(xiàn)［5］中的磁(ci)場評價(jià)指标來(lai)🌈分析勵(li)磁線圈(quan)不對稱(cheng)［4，5］測量區(qū)🚶‍♀️域中的(de)磁場變(biàn)化情況(kuang)，進而研(yan)究瞬時(shi)感應電(dian)勢值。
　　均(jun)勻區域(yù)面積就(jiù)是在測(cè)量區域(yu)中，中心(xin)點的磁(cí)場強度(dù)設爲标(biao)準值B00，設(shè)定該區(qu)域中的(de)其他點(dian)磁場強(qiáng)🏒度爲Bxy，滿(mǎn)足在測(ce)量區域(yu)中所占(zhàn)的面積(jī)爲均勻(yun)區域面(miàn)積。
　　變異(yì)系數又(you)稱“标準(zhun)差率”，是(shì)衡量資(zī)料中各(gè)觀測值(zhí)變異☁️程(chéng)度的另(ling)一個統(tǒng)計量。标(biao)準變異(yi)系數是(shì)一組數(shu)據的變(bian)異指🔞标(biāo)與其平(píng)♻️均指标(biāo)之比，爲(wèi)相對變(biàn)異指标(biāo)，即🍓CV=樣本(ben)标🤩準差(chà)s/樣本平(píng)均值`χ。
　　由(yóu)Maxwell方程，并(bing)在一定(ding)的假設(shè)條件下(xia)，可得電(diàn)磁流量(liàng)計的㊙️感(gǎn)應電勢(shì)值(即兩(liǎng)電極的(de)電勢差(cha))的表達(da)式:

式中(zhong)
A———對所有(you)空間積(jī)分;
B———磁感(gan)應強度(du);
L———絕緣管(guǎn)道筒長(zhǎng)一半;
r———流(liu)量計截(jie)面管半(ban)徑;
V———導電(diàn)流體的(de)流速;
W———矢(shi)量權重(zhòng)函數［6］，它(tā)是一個(gè)隻由電(diàn)磁流量(liang)計本身(shēn)結構決(jue)定的量(liàng)。
可見，隻(zhi)要确定(ding)了V、B、W和r，就(jiu)可以求(qiú)得流量(liàng)計的感(gan)應電勢(shi)👈差。
2仿真(zhēn)模型與(yǔ)仿真實(shí)驗
2．1仿真(zhen)模型
　　爲(wei)了考查(cha)電磁流(liu)量計傳(chuán)感器中(zhong)勵磁結(jié)構不對(dui)稱🌐問題(tí)🔞，設定了(le)😘如圖1所(suǒ)示的電(dian)磁流量(liàng)計勵磁(cí)結構Ansys仿(pang)真模🈲型(xing)，Ansys仿真模(mó)型中🐕隻(zhī)對電磁(cí)流量計(jì)傳感器(qì)測量電(dian)極截面(mian)進行🈲建(jiàn)模，兩🌈個(ge)電極中(zhong)心方向(xiang)稱爲y軸(zhou)，過測量(liang)管道中(zhōng)心垂直(zhí)y軸的爲(wei)x軸👉，x軸與(yǔ)y軸構✍️成(cheng)直角坐(zuò)标系，管(guan)道中心(xīn)爲坐标(biāo)原點o，線(xiàn)圈邊緣(yuan)與x軸的(de)夾角✂️分(fen)别爲a與(yu)b，磁芯邊(bian)緣與x軸(zhou)的夾角(jiǎo)爲b。

1———線圈位(wèi)置;
2———磁芯(xīn)位置，磁(ci)芯與線(xiàn)圈構成(chéng)勵磁結(jie)構;
3———電極(ji)及其固(gu)定器件(jiàn)位置;
4———測(ce)量管道(dao)(測量區(qu)域);
5———襯裏(lǐ);
6、7———内徑壁(bì)與外徑(jing)壁
2．2仿真(zhen)實驗
　　仿(pang)真實驗(yàn)中，設定(dìng)電磁流(liu)量計左(zuo)邊的(x負(fù)軸向)勵(lì)磁🛀結🐉構(gou)不✨變，右(yòu)邊的(x正(zheng)軸向)的(de)勵磁結(jié)構安裝(zhuāng)角度a分(fèn)别爲偏(pian)置💃🏻0、5、10、15°，仿真(zhēn)勵磁線(xian)圈😍不對(dui)稱不同(tong)角度情(qing)況下對(dui)電磁流(liu)量計測(cè)量區🙇🏻域(yu)磁場強(qiáng)度分布(bù)的影響(xiang)，結果如(rú)圖2所示(shi)。
　　可以看(kan)出，當勵(li)磁結構(gòu)安置有(yǒu)所偏置(zhì)時，電磁(cí)流量🐇計(jì)測🔴量區(qū)域内部(bu)磁力線(xiàn)方向發(fa)生變化(huà)，偏置角(jiǎo)越🌍大，磁(cí)力線方(fāng)向變化(hua)越大。

　　圖3顯示(shi)了勵磁(ci)結構偏(piān)置角度(du)爲15°時測(cè)量區域(yù)的磁場(chang)分布，爲(wèi)節省篇(piān)幅，其他(tā)仿真圖(tú)略去。可(kě)見，當勵(lì)磁結構(gou)🐆的偏置(zhi)角不同(tong)時，x軸方(fang)向的磁(cí)感應強(qiang)度矢量(liang)值存在(zai)一定變(bian)化，但是(shi)無法給(gěi)予數值(zhí)📱上的分(fèn)析結🌈果(guo)，下面将(jiāng)用磁場(chang)評價指(zhi)标加以(yǐ)分析。

3仿(pang)真結果(guǒ)分析
　　爲(wèi)了詳實(shí)地考查(cha)電磁流(liu)量計勵(li)磁結構(gòu)偏置對(dui)流量🧡計(jì)測量區(qu)域中磁(cí)感應強(qiáng)度分布(bù)情況的(de)影響，運(yun)用第1節(jiē)介紹的(de)⛹🏻‍♀️磁場評(ping)價指标(biāo)對勵磁(ci)結構不(bu)同偏置(zhi)角度下(xia)的磁場(chang)進行分(fèn)析。
　　圖4爲(wèi)勵磁線(xiàn)圈偏置(zhì)角不同(tóng)時的磁(cí)場強度(du)分析結(jie)果，可以(yi)看🔅出🔆，在(zài)勵磁結(jié)構偏置(zhì)時，電磁(ci)流量計(jì)測量區(qu)域的平(ping)均磁場(chǎng)有🆚一定(ding)變化，偏(piān)置角度(du)越大，測(ce)量區域(yù)的🏃平均(jun1)磁㊙️場越(yuè)小🔞。圖5爲(wèi)勵磁線(xiàn)圈偏置(zhì)角不同(tóng)時測量(liàng)區域變(biàn)異系數(shu)的分析(xī)結果，可(kě)以看出(chū)，勵磁🙇🏻結(jie)構偏置(zhì)角⛱️度越(yue)大，測量(liang)區域的(de)磁場變(biàn)異系數(shu)越👅大，即(jí)磁場強(qiáng)度分布(bù)波動性(xìng)越大。

　　圖6爲(wèi)勵磁線(xiàn)圈偏置(zhi)角不同(tóng)時磁場(chang)強度在(zai)測量區(qu)域均勻(yún)面積分(fèn)析，可以(yi)看出，在(zai)勵磁結(jié)構偏置(zhì)時，電⛱️磁(cí)流量計(jì)測量區(qū)域的磁(ci)場均勻(yun)區域存(cún)在變化(huà)，偏置角(jiǎo)度🈲越大(da)，測量區(qu)域🏃🏻的均(jun)勻區域(yu)越小，即(ji)測量區(qū)域測磁(ci)場💰均勻(yún)性越差(cha)。

　　圖7爲(wei)勵磁線(xiàn)圈偏置(zhì)角不同(tong)時電磁(cí)感應信(xìn)号的分(fen)析結果(guo)，流量計(jì)瞬時感(gan)應信号(hao)是設定(ding)流體速(sù)度不變(biàn)的㊙️情況(kuang)下勵磁(cí)結構的(de)偏置角(jiao)不同時(shí)進行的(de)仿真。可(kě)以看出(chu)，在其他(ta)條件不(bu)變🌏的情(qíng)況下，勵(lì)磁結構(gou)偏置角(jiǎo)度越大(dà)，流量計(jì)感應信(xìn)号就越(yue)小🔅。
　　由以(yǐ)上仿真(zhen)結果分(fen)析:電磁(ci)流量計(ji)勵磁線(xian)圈存在(zai)偏🚩置會(hui)造成電(diàn)磁流量(liàng)計測量(liàng)區域中(zhong)磁場分(fen)布變⭐化(hua)，進而給(gěi)✨電磁流(liu)量計測(cè)量帶來(lái)一定的(de)誤差。
4結(jie)束語
　　運(yùn)用有限(xiàn)元軟件(jian)對電磁(cí)流量計(jì)勵磁結(jié)構存在(zài)偏置進(jìn)行了建(jian)模仿真(zhen)研究，通(tong)過模型(xíng)分析了(le)流量和(hé)💋不同勵(li)磁結構(gou)偏置情(qing)況下，電(diàn)磁流量(liàng)計磁場(chang)分布情(qing)況以及(jí)對流量(liàng)計電🧑🏾‍🤝‍🧑🏼極(ji)兩端獲(huo)取感應(yīng)信号大(dà)小影響(xiang)情況的(de)研究，進(jin)👅而獲得(de)由勵磁(cí)線圈👅不(bu)對稱引(yin)起的測(ce)量誤差(chà)。當然，目(mu)前電磁(ci)流量計(jì)出庫前(qian)會進行(háng)校準，但(dan)是在較(jiao)大測量(liàng)管道的(de)應用中(zhong)，實流校(xiao)驗⛱️成本(ben)較大💛，因(yīn)此會選(xuǎn)用幹标(biāo)定等手(shou)段，這一(yī)過程中(zhōng)，勵磁線(xiàn)圈的不(bu)對稱會(hui)産生一(yī)定的測(cè)量誤差(cha)。

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