電磁(ci)流量計 的(de)勵磁線圈(quan)在實際制(zhi)造中可能(neng)不對稱，尤(you)其在較大(da)的電磁流(liu)量計傳感(gan)器制作過(guo)程中存在(zai)這個問題(ti)的可能性(xing)更大。但🔱是(shi)，針💔對勵磁(ci)線圈可能(neng)存在的位(wei)置偏📞差情(qing)況進行分(fen)析的文獻(xian)卻較少。運(yun)用有限元(yuan)軟件Ansys對電(dian)磁流量計(ji)勵磁線圈(quan)不對稱問(wen)題建立⭐磁(ci)場仿真模(mo)型，并在模(mo)型♈下進行(hang)數值仿真(zhen)分析勵磁(ci)線圈不對(dui)稱對電磁(ci)流量計測(ce)量區域磁(ci)場㊙️強度分(fen)布的影響(xiang)，對因此而(er)帶來的測(ce)量信号的(de)變化進行(hang)分析。
1磁場(chang)評價指标(biao)與電磁測(ce)量原理
　　電(dian)磁流量計(ji)的磁場評(ping)價指标做(zuo)了描述，主(zhu)要有樣本(ben)平均值、變(bian)異系數和(he)均勻區域(yu)面積。爲了(le)考察勵✉️磁(ci)線圈不對(dui)稱時電磁(ci)流量計測(ce)量信号的(de)變化，引入(ru)文獻［5］中的(de)磁♌場評價(jia)指标來⭕分(fen)析勵磁線(xian)圈不對稱(cheng)［4，5］測量區😍域(yu)中的磁場(chang)變化情況(kuang)，進而研究(jiu)瞬時感🤞應(ying)電勢值。
　　均(jun)勻區域面(mian)積就是在(zai)測量區域(yu)中，中心點(dian)的磁場強(qiang)度設🚶爲标(biao)準值B00，設定(ding)該區域中(zhong)的其他點(dian)磁場強度(du)爲Bxy，滿足在(zai)測量區域(yu)中所占的(de)面積爲均(jun)勻區域面(mian)積。
　　變異系(xi)數又稱“标(biao)準差率”，是(shi)衡量資料(liao)中各觀測(ce)值🌏變異♈程(cheng)度的🚶另一(yi)個統計量(liang)。标準變異(yi)系數是一(yi)組🥰數據🈚的(de)變異指标(biao)與📧其平🈲均(jun)指标之比(bi)，爲相對變(bian)異指标，即(ji)CV=樣本标準(zhun)差s/樣本平(ping)均🚩值`χ。
　　由Maxwell方(fang)程，并在一(yi)定的假設(she)條件下，可(ke)得電磁流(liu)量計的感(gan)應電勢值(zhi)(即兩電極(ji)的電勢差(cha))的表達式(shi):

式中
A———對所(suo)有空間積(ji)分;
B———磁感應(ying)強度;
L———絕緣(yuan)管道筒長(zhang)一半;
r———流量(liang)計截面管(guan)半徑;
V———導電(dian)流體的流(liu)速;
W———矢量權(quan)重函數［6］，它(ta)是一個隻(zhi)由電磁流(liu)量計本身(shen)結構決定(ding)的量。
可見(jian)，隻要确定(ding)了V、B、W和r，就可(ke)以求得流(liu)量計的感(gan)應電📱勢差(cha)🛀🏻。
2仿真模型(xing)與仿真實(shi)驗
2．1仿真模(mo)型
　　爲了考(kao)查電磁流(liu)量計傳感(gan)器中勵磁(ci)結構不對(dui)稱問題，設(she)定了如圖(tu)1所示的電(dian)磁流量計(ji)勵磁結構(gou)Ansys仿🈚真模☎️型(xing)，Ansys仿真模型(xing)中隻對電(dian)磁流量計(ji)傳感器測(ce)量電極截(jie)面進行建(jian)模，兩個電(dian)極👅中心方(fang)向稱爲y軸(zhou)，過測量管(guan)道中心垂(chui)直y軸的爲(wei)x軸，x軸與y軸(zhou)構成直角(jiao)坐✍️标系，管(guan)道中心爲(wei)坐标原點(dian)o，線圈邊緣(yuan)與x軸的夾(jia)角分别爲(wei)a與b，磁🔞芯🌍邊(bian)緣與x軸的(de)夾角爲b。

1———線圈位(wei)置;
2———磁芯位(wei)置，磁芯與(yu)線圈構成(cheng)勵磁結構(gou);
3———電極及其(qi)固定器件(jian)位置;
4———測量(liang)管道(測量(liang)區域);
5———襯裏(li);
6、7———内徑壁與(yu)外徑壁
2．2仿(pang)真實驗
　　仿(pang)真實驗中(zhong)，設定電磁(ci)流量計左(zuo)邊的(x負軸(zhou)向)勵磁結(jie)構❤️不變，右(you)㊙️邊的(x正軸(zhou)向)的勵磁(ci)結構安裝(zhuang)角度a分💯别(bie)爲偏置0、5、10、15°，仿(pang)真✏️勵磁線(xian)圈不對稱(cheng)不同角度(du)情況下對(dui)電磁流量(liang)計測量區(qu)域磁場📧強(qiang)度分布的(de)影響，結果(guo)如圖2所示(shi)。
　　可以看出(chu)，當勵磁結(jie)構安置有(you)所偏置時(shi)，電磁流量(liang)計測量📐區(qu)域内部磁(ci)力線方向(xiang)發生變化(hua)，偏置角越(yue)大，磁力線(xian)方向變化(hua)越大。

　　圖3顯(xian)示了勵磁(ci)結構偏置(zhi)角度爲15°時(shi)測量區域(yu)的磁場🐉分(fen)布，爲節省(sheng)篇幅，其他(ta)仿真圖略(lue)去。可見，當(dang)勵磁結構(gou)的偏置角(jiao)不同時，x軸(zhou)💘方向的磁(ci)感應強度(du)矢量值存(cun)在一定變(bian)化，但是無(wu)法給予數(shu)值⁉️上的分(fen)析結果，下(xia)面将用磁(ci)場評價指(zhi)标加以分(fen)析。

3仿真結(jie)果分析
　　爲(wei)了詳實地(di)考查電磁(ci)流量計勵(li)磁結構偏(pian)置對流📱量(liang)計測量區(qu)域中磁感(gan)應強度分(fen)布情況的(de)影響，運用(yong)第1節介紹(shao)的磁場評(ping)價指标對(dui)勵磁結構(gou)不同偏置(zhi)角度下的(de)磁場進行(hang)分析。
　　圖4爲(wei)勵磁線圈(quan)偏置角不(bu)同時的磁(ci)場強度分(fen)析結果，可(ke)以看出🛀🏻，在(zai)勵磁結構(gou)偏置時，電(dian)磁流量計(ji)測量區域(yu)的平均磁(ci)場有一定(ding)變化，偏置(zhi)角度越大(da)，測量區域(yu)的平均磁(ci)場越小。圖(tu)5爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiao)不同時測(ce)量區域變(bian)異系🎯數的(de)分析結果(guo)，可以看出(chu)，勵磁☁️結構(gou)偏置角度(du)越大，測量(liang)區域的磁(ci)場變異系(xi)數越大，即(ji)磁場強度(du)分布波動(dong)性越大。

　　圖6爲勵(li)磁線圈偏(pian)置角不同(tong)時磁場強(qiang)度在測量(liang)區域均勻(yun)面積㊙️分析(xi)，可以看出(chu)，在勵磁結(jie)構偏置時(shi)，電磁流😘量(liang)計測量區(qu)域的磁場(chang)均勻區域(yu)存在變化(hua)，偏🔞置角度(du)越大，測量(liang)區域的均(jun)勻區域越(yue)小，即測量(liang)區域測磁(ci)場均勻性(xing)越差。

　　圖(tu)7爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiao)不同時電(dian)磁感應信(xin)号的分析(xi)結果，流量(liang)計瞬時感(gan)應信号是(shi)設定流體(ti)速度不💘變(bian)的情況下(xia)勵磁結構(gou)的偏置角(jiao)不同時進(jin)行的仿真(zhen)。可以看出(chu)，在其他條(tiao)件不變的(de)情況🤩下，勵(li)磁結構偏(pian)置角度越(yue)大，流量計(ji)感應信号(hao)就越小🛀。
　　由(you)以上仿真(zhen)結果分析(xi):電磁流量(liang)計勵磁線(xian)圈存在偏(pian)置會♌造成(cheng)🏒電磁流量(liang)計測量區(qu)域中磁場(chang)分布變化(hua)，進而給🤟電(dian)磁流量計(ji)測量帶來(lai)一定的誤(wu)差。
4結束語(yu)
　　運用有限(xian)元軟件對(dui)電磁流量(liang)計勵磁結(jie)構存在偏(pian)置進行了(le)建模仿真(zhen)研究，通過(guo)模型分析(xi)了流量和(he)不同勵磁(ci)📐結構偏置(zhi)👨‍❤️‍👨情況下，電(dian)磁流量計(ji)磁場分布(bu)情況以及(ji)對流量計(ji)電極兩端(duan)獲取感✔️應(ying)信号大小(xiao)影響情況(kuang)的研究，進(jin)而獲得由(you)♋勵磁線圈(quan)不對稱引(yin)起的測量(liang)誤差。當然(ran)，目前電磁(ci)流量計出(chu)庫前會進(jin)行校準，但(dan)是🐕在較大(da)測量管道(dao)的應用中(zhong)，實流校驗(yan)成本較大(da)，因此會選(xuan)用幹标定(ding)等手段，這(zhe)一過程中(zhong)，勵磁線圈(quan)的不對稱(cheng)會産生一(yi)定的測量(liang)誤差。

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