摘要(yao):借助電磁(cí)流量計 管(guǎn)道中含有(yǒu)油泡時虛(xu)電流分布(bù)的理論模(mó)型，分别利(lì)用Ansys軟件與(yǔ)Schwartz交替叠代(dai)法求解敏(mǐn)感場内的(de)電勢分布(bu)和虛電流(liú)分🙇‍♀️布規🚶‍♀️律(lü)。仿😘真結果(guo)表明:在電(diàn)極附近，虛(xu)電流值達(dá)到最大值(zhí);在被測區(qu)域内，虛電(dian)流的分布(bù)在油泡😍附(fù)近區域💔有(you)明顯的✏️起(qi)伏變化，在(zai)油泡内部(bù)虛電流的(de)值爲零;虛(xu)電💋流的分(fèn)布因油泡(pao)的存在而(er)變得更加(jiā)複雜，油泡(pao)越大，對電(diàn)磁流量計(ji)影響面越(yue)大。
　　電磁流(liu)量計應用(yong)于多相流(liú)中，當電磁(cí)流量計應(ying)用于🌈油井(jǐng)測量時，流(liu)體中會存(cún)在油泡，對(duì)電磁流量(liang)計測量👨‍❤️‍👨有(yǒu)--定影響，因(yin)此分析油(you)泡對流量(liang)計内部敏(min)感場是必(bì)要的。
1仿真(zhēn)模型
　　電磁(cí)流量計管(guan)道内軸線(xian)位置含--柱(zhù)狀油泡時(shí)的仿真模(mo)型如圖I所(suǒ)示。圖中，電(diàn)磁傳感器(qì)内徑爲2a,高(gao)度爲2b;磁場(chang)強度垂直(zhi)于紙面向(xiàng)裏，感應電(dian)極位于傳(chuan)感器🆚兩側(cè)，且右側爲(wei)正電極，左(zuǒ)側爲負電(diàn)極。一個底(di)面直徑爲(wèi)2ao、高爲👌260的柱(zhu)狀油泡位(wei)于電🈲磁傳(chuan)感器💃軸線(xiàn)位置🐇上，其(qi)上底面至(zhì)傳感器軸(zhou)向中心處(chu)的距離爲(wei)L。流量⛷️計兩(liang)個電極🆚位(wèi)于x軸上，y軸(zhóu)在流量計(jì)的中軸線(xian)上，x軸與y軸(zhou)構成直角(jiao)坐标系。

2理論(lùn)基礎.
　　按照(zhào)上述的仿(pang)真模型，其(qí)内部感應(ying)電動勢可(kě)用Laplace方程V2G=0來(lai)🌂描述，在二(èr)維直角坐(zuò)标系下其(qi)滿足的邊(biān)界條件爲(wèi)💞

　　令G=G0+G*，其中G0爲(wei)不含油泡(pào)即傳感器(qi)内部僅充(chōng)以連續水(shui)⛷️相🧡時敏感(gan)場内的電(dian)勢分布，其(qí)滿足Laplace方程(cheng)Δ2Go=0的邊界條(tiáo)件，采❓用分(fèn)離變量法(fǎ)，可求得G0的(de)解爲

　　式G=Go+G"中(zhōng)，G"爲加人柱(zhu)狀油泡後(hòu)所引起的(de)電勢變化(huà)。爲了求解(jie)G*，把傳感器(qì)敏感區域(yù)分解爲如(rú)下4個子區(qū)域

　　式中λ1n=uπ/2b，λ2n=nπ/2α;An、Bn、Cn和(hé)Dn爲待定系(xi)數，采用Schwartz交(jiāo)替叠代法(fa)可以求出(chū)這些未知(zhi)🏃‍♂️系數。G1*、G2*、G3*和G4*的(de)計算結果(guo)與式(3)相加(jiā)，即得軸向(xiàng)位置含一(yī)柱🚶狀油泡(pao)時電磁傳(chuan)感器内部(bu)電勢G的解(jie)，進而可計(ji)算出此時(shi)電磁流量(liang)計🈲的響應(yīng)🐅特性。
3數值(zhí)仿真
　　在Matlab環(huan)境下，利用(yòng)交替叠代(dài)法求解未(wei)知系數，可(kě)得到各區(qu)🌈域中💯虛電(dian)流勢變化(hua)值的表達(da)式，進而獲(huò)得電🔞磁流(liú)量計👌内部(bu)虛電流的(de)分布情況(kuàng)。圖2給出了(le)軸向位置(zhi)含💃🏻一柱狀(zhuàng)油泡時💔電(diàn)磁流量計(ji)内部虛電(diàn)流的分布(bù)圖。從圖2可(kě)以明🧡顯地(di)看出，在油(you)泡内部虛(xu)電流♍的值(zhí)爲0，在電極(ji)位置處虛(xū)電流達到(dao)最大.值;油(yóu)泡的出現(xiàn)對電磁流(liu)量計内部(bù)虛電流大(da)小及分布(bu)造成✌️了一(yī)定的影響(xiǎng)，從而改變(biàn)了電磁流(liu)量計的輸(shu)出結果。

4Ansys實(shi)驗仿真
　　運(yun)用有限元(yuan)軟件對電(diàn)磁流量計(jì)含有--個油(you)泡時流量(liàng)計敏感㊙️場(chang)進行建模(mó)仿真，圖3爲(wèi)含油泡時(shí)電磁流量(liàng)計虛電流(liu)分布圖。從(cong)仿真圖上(shàng)可以看出(chū)，油泡影響(xiang)着電磁流(liú)量計的敏(min)感場，在♉油(you)泡附近虛(xu)電流發生(sheng)了變化🐕，油(you)泡影響其(qi)附近的區(qū)域的虛🥰電(dian)流分布，但(dàn)油泡内部(bù)虛電流大(dà)小近似相(xiang)等。

5結(jié)語
　　 建立了(le)管道軸線(xian)位置含球(qiu)形油泡時(shí)電磁流量(liang)計内部敏(min)感場分布(bù)的理論模(mó)型，利用Ansys軟(ruan)件仿真與(yǔ)Schwartz交替叠代(dai)法㊙️求解了(le)敏感場内(nei)的虛電流(liú)分布，最後(hòu)得到結論(lùn):在電極附(fù)近，虛⭐電流(liú)值達到最(zui)大值;在被(bèi)測區域内(nei)，虛電流在(zài)絕緣油泡(pao)周圍有所(suo)變化，在油(yóu)泡内部虛(xu)電流的值(zhí)爲0。從仿真(zhen)結果可知(zhī)，油泡的存(cun)在使電磁(ci)流量計虛(xu)電流的分(fèn)布變得複(fú)雜。

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