電磁流量(liàng)計 的勵磁線圈(quan)在實際制造中(zhōng)可能不對稱，尤(yóu)其在較大的電(diàn)磁🔴流量計傳感(gǎn)器制作過程中(zhong)存在這個問題(ti)的可能性更💯大(dà)。但是，針✔️對勵磁(ci)線圈可能存在(zài)的😍位置偏差情(qíng)況進行分🌈析的(de)文獻卻較少。運(yùn)用有限元軟件(jiàn)Ansys對電磁流量計(jì)勵磁線圈不對(dui)稱🤩問題建立磁(ci)場仿真模型，并(bìng)在模型下進行(hang)數值仿真分析(xī)勵📞磁線圈不對(dui)稱對電磁流量(liang)計測量區域磁(cí)場強度分布的(de)影響，對因此而(ér)帶👣來的測量信(xin)号的變化進行(hang)分析。
1磁場評價(jià)指标與電磁測(ce)量原理
　　電磁流(liú)量計的磁場評(píng)價指标做了描(miáo)述，主要有樣本(běn)平均值、變📧異系(xì)數和均勻區域(yu)面積。爲了考察(cha)勵磁線❌圈不對(dui)稱時電磁流量(liàng)計測量信号的(de)變化，引入文獻(xiàn)🤩［5］中的磁場評價(jià)指标來🚶分析勵(lì)磁線圈不對稱(cheng)［4，5］測量區域中的(de)磁📐場變化情況(kuàng)，進而研究瞬時(shí)感應電勢值。
　　均(jun1)勻區域面積就(jiu)是在測量區域(yù)中，中心點的磁(ci)場強度👄設爲标(biao)準值B00，設定該區(qū)域中的其他點(diǎn)磁場強度爲Bxy，滿(man)足在測量區域(yù)中所占的面積(jī)爲均勻區域面(mian)積。
　　變異系數又(yòu)稱“标準差率”，是(shi)衡量資料中各(ge)觀測值變異🈲程(cheng)度的另一個統(tong)計量。标準變異(yi)系數是一組數(shù)據的變異指标(biao)與其平🌏均指标(biāo)之比，爲相對變(bian)異指标，即CV=樣本(ben)标準差s/樣⛷️本平(ping)均‼️值`χ。
　　由Maxwell方程，并(bing)在一定的假設(she)條件下，可得電(diàn)磁流量計的感(gǎn)應電勢值(即兩(liang)電極的電勢差(cha))的表達式:

式中(zhong)
A———對所有空間積(jī)分;
B———磁感應強度(du);
L———絕緣管道筒長(zhǎng)一半;
r———流量計截(jié)面管半徑;
V———導電(diàn)流體的流速;
W———矢(shi)量權重函數［6］，它(ta)是一個隻由電(dian)磁流量計本身(shēn)結構決定的量(liang)。
可見，隻要确定(ding)了V、B、W和r，就可以求(qiú)得流量計的感(gan)應電勢差。
2仿真(zhēn)模型與仿真實(shí)驗
2．1仿真模型
　　爲(wèi)了考查電磁流(liu)量計傳感器中(zhōng)勵磁結構不對(dui)稱問題，設定了(le)如圖1所示的電(diàn)磁流量計勵磁(ci)結構Ansys仿真模型(xíng)，Ansys仿真模型中隻(zhi)對電磁流量計(ji)傳感器測量電(diàn)極截面進行建(jiàn)模，兩個電極中(zhong)心方向稱爲y軸(zhóu)，過測量管道💃🏻中(zhōng)心垂直♈y軸的爲(wei)x軸，x軸與y軸構成(chéng)直角坐✔️标系，管(guan)道中心爲坐标(biao)原點o，線圈邊緣(yuán)與x軸的夾角🈲分(fèn)别爲a與b，磁芯邊(bian)緣與x軸的夾角(jiǎo)爲b。

1———線圈位(wei)置;
2———磁芯位置，磁(ci)芯與線圈構成(chéng)勵磁結構;
3———電極(jí)及其固定器件(jian)位置;
4———測量管道(dào)(測量區域);
5———襯裏(li);
6、7———内徑壁與外徑(jìng)壁
2．2仿真實驗
　　仿(pang)真實驗中，設定(dìng)電磁流量計左(zuo)邊的(x負軸向)勵(lì)磁結構不變，右(you)⭐邊的(x正軸向)的(de)勵磁結構安裝(zhuang)角度a分别爲🐕偏(pian)置0、5、10、15°，仿真勵磁🔅線(xian)圈不對稱不同(tóng)角度情況下對(dui)電磁流量計測(ce)量區域磁場強(qiang)度分布的影響(xiang)，結果如圖2所示(shi)。
　　可以看出，當勵(li)磁結構安置有(you)所偏置時，電磁(cí)流量計測量👣區(qu)域内部磁力線(xian)方向發生變化(hua)，偏置角越大，磁(ci)力線方向變化(hua)越大。

　　圖3顯示了勵磁(ci)結構偏置角度(dù)爲15°時測量區域(yu)的磁場分🧑🏽‍🤝‍🧑🏻布💃，爲(wèi)節🤞省篇幅，其他(ta)仿真圖略去。可(kě)見，當勵磁結構(gòu)的偏置角不同(tóng)時，x軸方向的磁(cí)感應強度矢量(liàng)值存在一定變(biàn)化，但是無法給(gei)🈲予數值上的分(fèn)析結🧑🏽‍🤝‍🧑🏻果，下面将(jiang)♋用磁場評價指(zhǐ)标加以分析。

3仿(pang)真結果分析
　　爲(wei)了詳實地考查(chá)電磁流量計勵(lì)磁結構偏置對(duì)流量計測量🌐區(qu)域中磁感應強(qiáng)度分布情況的(de)影響，運用第1節(jiē)介紹的磁場評(píng)價指标對勵磁(ci)結構不同偏☁️置(zhi)角度下的磁場(chang)進行分析。
　　圖4爲(wei)勵磁線圈偏置(zhì)角不同時的磁(ci)場強度分析結(jie)💞果，可以🔴看出，在(zai)勵磁結構偏置(zhi)時，電磁流量計(jì)測量區域的平(ping)均磁場有🏃🏻一定(dìng)變化，偏置角度(du)越大，測量🧑🏽‍🤝‍🧑🏻區域(yù)的🥵平均磁場越(yue)小。圖5爲勵磁線(xian)圈偏置角不同(tóng)時測量區域變(bian)異系👣數的分析(xi)結果，可以看出(chu)，勵磁結構偏置(zhi)角度越大，測量(liang)區域的磁場變(biàn)異系數越📧大，即(ji)磁場強度分布(bu)波動性越⭐大。

　　圖6爲勵磁線(xiàn)圈偏置角不同(tóng)時磁場強度在(zai)測量區域均勻(yun)面積分析，可以(yǐ)看出，在勵磁結(jié)構偏置時，電磁(cí)流量計測量區(qu)域的磁場均勻(yún)區域存在變化(hua)，偏置角度越大(dà)，測量區域的均(jun)勻區域越小，即(ji)測量區域測磁(ci)場均勻性越差(cha)。

　　圖7爲勵磁線(xian)圈偏置角不同(tong)時電磁感應信(xin)号的分析結果(guo)，流量🏃‍♀️計瞬時感(gan)應信号是設定(ding)流體速度不變(biàn)的情況❤️下勵磁(cí)結構的偏置角(jiǎo)不同時進行的(de)仿真。可以看出(chū)，在其他條件不(bu)變的情況下，勵(lì)磁結構偏置角(jiao)度越大，流量計(jì)感應信🏃‍♀️号就越(yuè)小💰。
　　由以上仿真(zhēn)結果分析:電磁(cí)流量計勵磁線(xian)圈存在偏置會(huì)🍉造成✍️電磁流量(liàng)計測量區域中(zhong)磁場分布變化(huà)，進而給‼️電磁流(liú)量計測🔞量帶來(lái)一定的誤差。
4結(jie)束語
　　運用有限(xiàn)元軟件對電磁(ci)流量計勵磁結(jie)構存在偏置進(jìn)行了建模仿真(zhen)研究，通過模型(xing)分析了流量和(hé)不同勵磁結構(gòu)偏置情況下，電(diàn)磁流量計磁場(chǎng)分布🤞情況以及(jí)對流量計電🐇極(jí)兩端獲取感應(ying)信号大小影響(xiang)情況的研究，進(jìn)而獲得由勵磁(cí)線圈不對稱引(yǐn)起的測量誤差(cha)。當然，目前電磁(ci)流量計出庫前(qián)會進🤞行校準，但(dan)是在⭐較大測量(liang)管道的應用中(zhong)，實流🐪校驗成本(ben)較大，因此會選(xuǎn)用幹标定等手(shou)段，這一過程中(zhong)，勵磁線圈的不(bu)對稱會産生一(yī)定的測量誤差(chà)。

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