電(diàn)磁流量計 的勵(lì)磁線圈在(zài)實際(jì)制造中可能不(bú)對稱(chēng)，尤其(qí)在較(jiào)大的電(diàn)磁流量計傳(chuán)感器制作過(guò)程中存(cún)在這個問題(tí)的(de)可能(néng)性更大。但(dàn)是，針(zhēn)對勵磁(cí)線圈可(kě)能存在(zài)的(de)位置(zhì)偏差(chà)情(qíng)況進行(háng)分析的文獻(xiàn)卻較少(shǎo)。運用有限(xiàn)元軟件ansys對(duì)電磁(cí)流量(liàng)計勵(lì)磁線(xiàn)圈不對稱問題(tí)建立磁場仿(páng)真模型，并在(zài)模型下進(jìn)行數值仿(páng)真分(fèn)析勵磁線(xiàn)圈(quān)不(bú)對稱對電(diàn)磁流(liú)量計(jì)測量區域(yù)磁場強度(dù)分布的影響，對(duì)因此(cǐ)而帶來的(de)測量信号的變(biàn)化進行分析。
1磁場評價指(zhǐ)标與(yǔ)電磁測(cè)量原理(lǐ)
　　電磁流量(liàng)計的(de)磁場評價指标(biāo)做了描述，主要有樣本平(píng)均值(zhí)、變異系數(shù)和均(jun1)勻區域(yù)面積。爲(wèi)了(le)考察(chá)勵(lì)磁線(xiàn)圈不對稱時電(diàn)磁流量計測量(liàng)信号的(de)變化，引(yǐn)入文獻［5］中(zhōng)的磁(cí)場評(píng)價指标來(lái)分析勵磁(cí)線圈(quān)不對稱［4，5］測量區(qū)域中的(de)磁(cí)場變(biàn)化情況，進(jìn)而研(yán)究瞬時(shí)感應電(diàn)勢值(zhí)。
　　均勻區域(yù)面積(jī)就是在測(cè)量區域中，中心(xīn)點的(de)磁場強度設爲(wèi)标準值b00，設(shè)定該區(qū)域中的(de)其他(tā)點磁場強(qiáng)度爲bxy，滿足在測(cè)量區(qū)域中所占(zhàn)的面積爲均勻(yún)區域(yù)面積。
　　變異(yì)系數又稱(chēng)“标準差率(lǜ)”，是衡(héng)量資(zī)料中各觀(guān)測值(zhí)變異程度的另(lìng)一個統計量。标準變(biàn)異系數是(shì)一組數(shù)據的變(biàn)異指标與其平均指标(biāo)之比，爲(wèi)相對(duì)變異(yì)指标(biāo)，即cv=樣本标準差(chà)s/樣本(běn)平(píng)均(jun1)值`χ。
　　由(yóu)maxwell方程，并在一定(dìng)的(de)假(jiǎ)設條件下(xià)，可得電磁流量(liàng)計的感應電勢(shì)值(即兩電極的(de)電勢(shì)差)的(de)表達(dá)式:

式(shì)中
a———對所有空間(jiān)積(jī)分;
b———磁(cí)感(gǎn)應強度;
l———絕(jué)緣管(guǎn)道筒(tǒng)長(zhǎng)一半;
r———流(liú)量計截面(miàn)管半(bàn)徑;
v———導(dǎo)電流(liú)體的(de)流速;
w———矢量權重(zhòng)函數(shù)［6］，它是一個(gè)隻由電磁(cí)流量計本身(shēn)結構決(jué)定的量(liàng)。
可見，隻(zhī)要确(què)定了v、b、w和r，就(jiù)可以求得流量(liàng)計的(de)感(gǎn)應電勢(shì)差。
2仿真(zhēn)模型與(yǔ)仿真(zhēn)實驗
2．1仿真(zhēn)模型(xíng)
　　爲了考查(chá)電磁流(liú)量計傳感器中勵磁結(jié)構不對稱問題(tí)，設定了如(rú)圖1所示的電磁流量(liàng)計勵磁結構ansys仿(páng)真模(mó)型(xíng)，ansys仿真模(mó)型中隻對電磁(cí)流量計傳(chuán)感器(qì)測量(liàng)電極截面(miàn)進行(háng)建模，兩個(gè)電極中心(xīn)方向(xiàng)稱爲y軸(zhóu)，過測量(liàng)管(guǎn)道中心垂直(zhí)y軸的爲x軸，x軸與(yǔ)y軸構成直(zhí)角坐(zuò)标系(xì)，管道中心(xīn)爲坐(zuò)标(biāo)原(yuán)點o，線(xiàn)圈(quān)邊緣與(yǔ)x軸的(de)夾角分(fèn)别爲(wèi)a與(yǔ)b，磁芯(xīn)邊緣(yuán)與x軸(zhóu)的夾角(jiǎo)爲b。

1———線圈位置;
2———磁(cí)芯(xīn)位置(zhì)，磁芯與線(xiàn)圈構(gòu)成(chéng)勵磁結(jié)構;
3———電極及其固定器(qì)件位置;
4———測(cè)量管道(測量區(qū)域);
5———襯(chèn)裏;
6、7———内徑壁與外(wài)徑(jìng)壁(bì)
2．2仿真實驗
　　仿(páng)真實驗(yàn)中，設(shè)定電(diàn)磁流(liú)量計左邊的(de)(x負(fù)軸向)勵(lì)磁結構(gòu)不變，右邊的(x正(zhèng)軸向(xiàng))的勵(lì)磁結(jié)構安裝角度a分(fèn)别爲偏(piān)置(zhì)0、5、10、15°，仿真(zhēn)勵磁(cí)線圈不對(duì)稱不同角度情況下(xià)對電磁流(liú)量(liàng)計測量區域(yù)磁場強度(dù)分布(bù)的影響，結(jié)果如圖2所示(shì)。
　　可(kě)以看(kàn)出，當勵磁(cí)結構安置(zhì)有所偏置(zhì)時，電磁流量(liàng)計(jì)測量區域(yù)内部(bù)磁力線方(fāng)向發(fā)生變(biàn)化(huà)，偏置角(jiǎo)越大，磁力線方(fāng)向變(biàn)化越(yuè)大。

　　圖3顯示了勵磁結構偏(piān)置角度爲(wèi)15°時測量區(qū)域的磁場(chǎng)分布(bù)，爲節省篇(piān)幅，其他仿真圖略去。可見，當勵(lì)磁結(jié)構的(de)偏置(zhì)角不(bú)同時(shí)，x軸方向的(de)磁感應強(qiáng)度矢(shǐ)量值存在(zài)一定(dìng)變(biàn)化，但是(shì)無法給予(yǔ)數(shù)值上的(de)分析結果(guǒ)，下面将用磁場(chǎng)評價(jià)指标加以(yǐ)分析。

3仿(páng)真(zhēn)結果分析(xī)
　　爲(wèi)了詳實地考(kǎo)查電磁流量(liàng)計勵磁結構(gòu)偏置(zhì)對流量計測量區域(yù)中磁感應強(qiáng)度分布(bù)情況(kuàng)的影響，運(yùn)用第1節介(jiè)紹的(de)磁場(chǎng)評價指标對勵磁結構不(bú)同偏置角度下(xià)的磁(cí)場進行分析。
　　圖4爲勵磁線(xiàn)圈偏置角(jiǎo)不同(tóng)時的(de)磁場(chǎng)強度(dù)分析結果(guǒ)，可以看出(chū)，在(zài)勵磁結(jié)構偏置時(shí)，電磁(cí)流量(liàng)計測量區(qū)域的平均(jun1)磁場(chǎng)有一(yī)定變化，偏(piān)置角度越大，測量區(qū)域的平均(jun1)磁場越小。圖5爲勵磁(cí)線圈(quān)偏置(zhì)角不同時(shí)測量區域(yù)變異系數(shù)的分析(xī)結果，可(kě)以看出(chū)，勵磁結(jié)構偏置角(jiǎo)度越(yuè)大，測量區(qū)域的(de)磁場(chǎng)變異系數越(yuè)大(dà)，即磁場強(qiáng)度分布波(bō)動性(xìng)越大。

　　圖6爲(wèi)勵磁(cí)線圈(quān)偏置(zhì)角不(bú)同時磁場(chǎng)強度在測量區域均勻面積分(fèn)析，可(kě)以(yǐ)看出，在勵磁(cí)結(jié)構(gòu)偏置(zhì)時，電(diàn)磁流量計(jì)測量(liàng)區域(yù)的磁(cí)場均勻(yún)區(qū)域存在變化(huà)，偏(piān)置角(jiǎo)度越大，測量區(qū)域的(de)均勻區域(yù)越小，即測(cè)量區域測磁場均勻性越差。

　　圖7爲(wèi)勵磁(cí)線(xiàn)圈偏置角不(bú)同時(shí)電磁感應(yīng)信号的分(fèn)析結(jié)果(guǒ)，流(liú)量計(jì)瞬時感應(yīng)信号(hào)是設定流體(tǐ)速度不變的情況(kuàng)下勵(lì)磁結(jié)構的偏置(zhì)角不同時(shí)進行的仿(páng)真。可(kě)以看(kàn)出，在其(qí)他(tā)條件不變(biàn)的情(qíng)況下(xià)，勵(lì)磁(cí)結構(gòu)偏置角度(dù)越大(dà)，流(liú)量(liàng)計感應信(xìn)号就(jiù)越小(xiǎo)。
　　由以(yǐ)上仿真(zhēn)結果分(fèn)析:電磁(cí)流(liú)量計(jì)勵磁(cí)線(xiàn)圈(quān)存在(zài)偏置會造(zào)成電(diàn)磁流(liú)量計測量(liàng)區域中磁(cí)場分布變化，進而給電磁流(liú)量計測量(liàng)帶(dài)來(lái)一定的(de)誤差。
4結束語(yǔ)
　　運(yùn)用有(yǒu)限元(yuán)軟件對電磁流量計(jì)勵磁結(jié)構存在(zài)偏(piān)置進行了建(jiàn)模仿(páng)真研究，通(tōng)過模(mó)型(xíng)分(fèn)析了(le)流量和(hé)不同勵(lì)磁結(jié)構偏置情(qíng)況下(xià)，電磁(cí)流量(liàng)計磁場分布(bù)情(qíng)況以及對(duì)流量(liàng)計電(diàn)極(jí)兩端獲取感(gǎn)應信号大(dà)小影響情(qíng)況的(de)研究，進而獲得(dé)由勵磁線(xiàn)圈不(bú)對稱引起的測(cè)量誤(wù)差(chà)。當然，目(mù)前電(diàn)磁流量計(jì)出庫前會(huì)進行校準(zhǔn)，但是(shì)在較(jiào)大測量(liàng)管道的(de)應用(yòng)中，實流校(xiào)驗(yàn)成(chéng)本(běn)較大，因此會選用幹标定等(děng)手段(duàn)，這一過程中(zhōng)，勵(lì)磁線(xiàn)圈的(de)不對(duì)稱會(huì)産生一(yī)定的測(cè)量誤差。

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