摘(zhāi)要本文對插入式(shì)電磁流量計 靠近(jin)管道壁面時的工(gong)作磁場分布情況(kuàng)進行了計算。分别(bié)對磁性壁面和非(fei)磁性壁面情況進(jìn)行了比較,說明磁(cí)性管道壁面對流(liú)量測量結果的影(yǐng)響。同💛時,給出了一(yi)種修正的方法和(hé)有關的修正曲線(xiàn)。
一、引言
　　流動的電(dian)磁感應的工作原(yuán)理是當導電流體(ti)(如水)流❗經由儀表(biǎo)傳感器的工作磁(cí)場時,由于切割磁(cí)力線會産生感應(yīng)電動💜勢。利用适當(dang)的電極檢出這一(yī)信号即可測得流(liu)體的流速或流量(liang)。常規的 電磁流量(liang)計 是管道式的。另(lìng)一種形式是插入(ru)式的,它實際上是(shi)🎯測量插杆探頭處(chù)的流速,稱爲電磁(cí)流速儀或插入式(shi)電磁流量計,該種(zhong)儀表除作爲測速(sù)外;還可以用于大(da)管道的流👄量測量(liang)。此時,它不但可👌在(zài)線裝拆,而☁️且在價(jià)格上也較便宜,是(shì)一種很有競争力(li)的流量🔴儀表。
　　電磁(cí)流速儀自1917年美國(guo)人申請專利lj[以來(lái),已受到人們的廣(guǎng)泛😄注意和研究,其(qi)中包括利用它測(cè)量管道中流體的(de)流量。但考慮了管(guǎn)壁影響的插入式(shì)電磁流量計三維(wei)理論模型,卻在近(jin)年才建☁️立。ZhangX.Z和HempJ.在建(jian)立了理論模型2j[、3j[之(zhi)後,提出了值得注(zhù)意的問👌題,即當探(tàn)頭靠近管道的壁(bì)面時,其測量結果(guo)将因管壁的電或(huo)磁性質不同而産(chǎn)生誤差。本文将在(zai)此基礎上,進✏️一步(bù)研究某種設計的(de)插入式電磁流量(liang)計工作磁場💋在探(tàn)頭靠近管壁時的(de)詳細分布,并提出(chū)一種可用于修正(zheng)由于磁場受幹擾(rao)引起測量誤差的(de)方法。
二、插人式電(diàn)磁流量計工作磁(ci)場的求解
　　圖1中,插(cha)入式電磁流量計(ji)探頭的端部裝有(yǒu)一對電極,内部裝(zhuāng)有一勵磁線圈,在(zài)它的周圍産生工(gōng)作磁場。爲研究磁(cí)場的詳細分布狀(zhuang)況,先考慮單匝線(xian)圖。設其半徑爲al,裝(zhuāng)在離端部Z。處,流過(guo)的電流爲I,流體中(zhong)的磁介質😘常數爲(wèi)産。采用矢量勢的(de)表示法有:




其中A,如(ru)式(9)或式(10),Z。是螺線管(guan)的長度,rl爲它的内(nei)半徑,r:爲外半🛀徑。
　　如(rú)圖1所示的插入式(shì)電磁流量計,當考(kao)慮來流速度❓爲X方(fāng)向,電極安裝在探(tan)頭端部沿y方向,則(zé)對信号作貢獻的(de)磁場主要是Z方向(xiang)。爲此,我們計算了(le)磁性和非磁性壁(bi)面下工作磁場BZ分(fen)量的分布情況見(jian)圖3和圖4(因對稱隻(zhi)給出一🌍半空間）。
三(san)、讨論
　　從圖3、4可看到(dào),靠近電磁流量計(ji)的壁面分别爲磁(cí)性🏃‍♀️和非💘磁性時,工(gōng)作磁場的分布差(cha)異明顯。對非磁性(xìng)❤️壁面,其分布相當(dāng)于探頭在無限大(dà)均勻介質當中;而(ér)當壁面是磁性時(shi),由于探頭🌂内線圈(quān)産生的磁場💚引起(qi)壁面的磁化,加強(qiang)了探頭附近的磁(cí)感強度,相當于線(xiàn)圈與它對壁面的(de)像共同産生的磁(cí)場。由于這一變化(hua),使探頭的測量産(chǎn)生誤差。文獻「2]指出(chu),隻有當探頭的端(duan)部與壁面的距離(li)大于4倍的插杆半(bàn)徑💛時,壁面對測量(liàng)讀數産生的誤差(cha)才可能☁️小于1%。
　　一種(zhong)修正磁性壁面引(yǐn)起測量誤差的方(fāng)法是在探頭的适(shì)當位置裝一霍爾(ěr)磁場傳感器。考慮(lǜ)到線圈的前面緊(jǐn)接電極,霍爾元件(jian)可裝在線圈後面(mian)與電極形成對稱(chēng)的位置上🧡(參見圖(tu)1)。此時,由霍爾元件(jian)測得的磁場強度(dù)一般不等于電極(jí)處的值。爲此,圖5計(ji)算出當探頭接近(jìn)磁性壁面時,霍爾(er)元件上所測的磁(ci)感強度與電🔞極處(chù)磁感強度之比。利(lì)用單片機可以進(jin)行修正。而對✊于非(fei)磁性壁面,這一比(bǐ)值恒爲1。圖中Bl/B:爲霍(huò)爾元件測得🙇🏻磁感(gǎn)應與電極處磁✨感(gǎn)應之比,Lla爲探頭與(yu)壁面距離與探頭(tou)半徑之比。

四、小結(jie)
　　本文研究了插入(rù)式電磁流量計工(gong)作磁場的求解。給(gei)出了當流量計探(tàn)頭靠近磁性和非(fei)磁性壁面時工作(zuò)磁場🌏的不同分布(bu)。進😄而提出的修正(zheng)磁性壁面引起測(cè)❤️量誤差的方法,可(kě)通過由霍爾元件(jiàn)測得磁感強度和(hé)🐉計算的修正曲線(xiàn)對測量結果進行(hang)修正。

以上内容來(lái)源于網絡，如有侵(qin)權請聯系即删除(chú)!