摘要：本文對插(cha)入式電磁流量(liang)計 靠近管道壁(bì)面時的工作磁(cí)場分布情況進(jìn)行了計算。分别(bie)對磁性壁面和(hé)非磁性壁面情(qing)況進行了比較(jiao),說明磁性管道(dao)壁面對流量測(cè)量結果的影響(xiang)。同時,給出了一(yī)種修正的方法(fǎ)和有關的修正(zhèng)曲線。
一、引言
　　流(liú)動的電磁感應(ying)的工作原理是(shì)當導電流體(如(ru)水)流💚經由儀表(biao)傳感器的工作(zuo)磁場時，由于切(qie)割磁力線會産(chan)生感應💔電動勢(shi)。利用适當的電(diàn)極檢出這一信(xin)号即可測得流(liú)體的流速或流(liu)量。常規的電磁(ci)流量計 是管道(dào)式的。另一種形(xing)式是插入式的(de),它實際上是💚測(cè)😍量插杆探頭處(chu)的流速，稱爲電(diàn)磁流速儀或插(cha)入式電磁流量(liàng)計，該種儀表除(chu)作爲測速外;還(hai)可以用❌于大管(guǎn)✨道的流量測量(liang)。此時，它不但可(kě)在線裝拆，而且(qie)在價格.上也較(jiao)便宜，是一種很(hěn)有競争力的流(liú)量儀表。
　　電磁流(liú)速儀自1917年美國(guó)人申請專利以(yi)來，已受到人們(men)的🤩廣㊙️泛♊注意和(he)研究，其中包括(kuo)利用它測量管(guan)道中流體的流(liu)量。但考慮了管(guǎn)壁影響的插入(rù)式電磁流量計(ji)三維理論模型(xíng)，其測量結果将(jiāng)因管壁的電🚶‍♀️或(huo)磁性質🔴不同而(ér)産👅生誤差。本文(wén)将在此🙇🏻基礎上(shang)，進📧一步研究某(mou)種設計的插入(ru)式電磁流量計(ji)工作磁☎️場在探(tàn)頭靠近管壁時(shi)的詳細🌈分布，并(bìng)提出一種可用(yòng)于修正由于磁(cí)🌈場受幹擾引起(qǐ)測量誤差的方(fāng)法。
二、插人式電(dian)磁流計工作磁(ci)場的求解
　　圖1中(zhōng)，插入式電磁流(liú)量計探頭的端(duan)部裝有一對電(diàn)極♌，内部裝有一(yī)勵磁線圈，在它(ta)的周圍産生工(gong)作磁場。爲研究(jiu)磁場的詳細分(fèn)布狀況，先考慮(lü)單匝線圖。設其(qí)半徑爲α1,裝在離(li)端部Z。處，流過的(de)電流爲I,流體中(zhōng)的磁介質❓常數(shu)爲μ。采用矢量勢(shì)的表示法有:


長(zhǎng)度,r1爲它的内半(bàn)徑,r2爲外半徑。
　　如(rú)圖1所示的插入(rù)式電磁流量計(ji),當考慮來流速(sù)度爲X方🈲向,電極(jí)安裝在探頭端(duan)部沿Y方向,則對(duì)信号作貢獻✔️的(de)磁場主要是Z方(fang)向⭐。爲此,我們計(jì)算了磁性和非(fēi)磁性😘壁面下工(gōng)作磁場Bz分量的(de)分布情況見圖(tú)3和圖4(因對稱隻(zhi)給出一👄半空間(jiān))。
三、讨論
　　從圖3.4可(ke)看到,靠近電磁(cí)流量計的壁面(miàn)分别爲磁性和(he)非磁性🥰時,工作(zuò)磁場的分布差(chà)異明顯。對非磁(ci)性壁面,其分布(bù)相當于🏒探頭在(zài)無限大均勻介(jiè)質當中;而當壁(bi)面是磁性時,由(yóu)于探頭内線圈(quan)産生的磁場引(yǐn)起壁面的磁化(huà),加強了探頭✨附(fu)近的磁感強度(dù),相😘當于線圈與(yǔ)它對壁面的☁️像(xiàng)共同産生的磁(cí)場。由于🎯這--變化(hua),使探頭的測量(liàng)産生誤差。隻有(you)當探頭的端部(bù).與壁面的距離(lí)大于4倍🔆的插杆(gǎn)半徑時，壁面對(duì)測量🏃‍♂️讀數産生(sheng)的誤差才可能(neng)小于1%。
　　一種修正(zheng)磁性壁面引起(qi)測量誤差的方(fang)法是在探頭🌈的(de)适當位置裝一(yī)霍爾磁場傳感(gan)器。考慮到線圈(quān)的前面緊接電(diàn)極,霍爾元♻️件可(ke)裝在線圈後面(miàn)與電極形成對(dui)稱的位置上(參(can)見圖1)。此時，由霍(huo)爾元件測得的(de)磁場強度一般(bān)不等于電極處(chu)的值。爲此,圖5計(ji)🌈算出當探頭接(jie)近磁性璧面時(shi),霍爾元件上所(suǒ)測的磁感強度(du)與㊙️電🚶‍♀️極處磁感(gan)強度之比。利用(yòng)單片機可以進(jin)行修正。而對于(yú)非磁性壁面,這(zhè)一-比值恒爲1.圖(tú)中B1/B2爲霍爾元件(jian)測得磁感應與(yǔ)電極處磁✂️感應(yīng)之比,L1/a爲探頭與(yǔ)㊙️壁面距離與探(tan)頭半💃徑之比。

　　本(běn)文研究了插入(rù)式電磁流量計(ji)工作磁場的求(qiu)解🙇🏻。給出了❤️當流(liú)量計探頭靠近(jìn)磁性和非磁性(xìng)壁面時工作磁(ci)場的不同分布(bu)。進而提出的修(xiu)正磁性壁面引(yin)起測量誤差的(de)方法,可通過由(yóu)霍爾元件測得(dé)磁感強度和計(jì)算的修正曲線(xiàn)對測量結果進(jìn)行修正。

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