摘要(yào):借助電(diàn)磁流量(liàng)計 管道(dao)中含有(yǒu)油泡時(shí)虛電流(liu)分布的(de)理論模(mó)型，分别(bie)利用Ansys軟(ruǎn)件☂️與Schwartz交(jiāo)替叠代(dai)法求解(jiě)敏感場(chǎng)内的電(diàn)勢分布(bù)和虛電(dian)🙇‍♀️流分布(bù)規律。仿(páng)真結果(guo)表明:在(zai)電極附(fu)近☂️，虛電(dian)流值達(da)到最大(dà)值🈲;在被(bei)測㊙️區域(yu)内🐅，虛電(diàn)流的分(fen)布在油(you)泡🤟附近(jin)區域㊙️有(yǒu)明顯的(de)起伏變(biàn)化，在油(you)泡内🌐部(bu)虛電流(liú)的值爲(wèi)零;虛電(diàn)流的分(fèn)布因油(yóu)泡的存(cún)在而變(biàn)得更加(jia)複🚶‍♀️雜，油(yóu)泡越大(dà)，對電磁(ci)流量計(jì)影響面(mian)越大。
　　電(diàn)磁流量(liàng)計應用(yong)于多相(xiang)流中，當(dāng)電磁流(liu)量計應(yīng)用于油(you)🈲井測量(liàng)👈時，流體(tǐ)中會存(cún)在油泡(pao)，對電磁(cí)流量計(jì)❄️測量有(yǒu)--定影響(xiang)，因此分(fèn)析🈲油泡(pào)對流量(liang)計内部(bu)敏感場(chang)是必要(yào)的。
1仿真(zhēn)模型
　　電(diàn)磁流量(liàng)計管道(dào)内軸線(xiàn)位置含(hán)--柱狀油(yóu)泡時的(de)仿真模(mo)型如🌐圖(tu)I所示。圖(tu)中，電磁(cí)傳感器(qì)内徑爲(wèi)2a,高度爲(wei)🌈2b;磁場強(qiang)度垂直(zhi)于紙面(mian)向裏，感(gan)應電極(ji)位于傳(chuán)感器兩(liang)側，且右(you)側爲正(zheng)電極，左(zuǒ)側爲負(fu)電極。一(yī)個底面(miàn)直徑爲(wei)2ao、高爲260的(de)柱狀油(you)泡位于(yú)電磁傳(chuán)感器🌈軸(zhou)線位置(zhi)上，其上(shang)底面至(zhi)傳感器(qì)軸🐪向中(zhōng)心處的(de)距離爲(wèi)L。流量計(ji)兩個電(dian)極位⛷️于(yú)x軸上，y軸(zhóu)在流量(liang)計的中(zhong)軸線上(shang)，x軸與y軸(zhou)構成直(zhi)角坐标(biao)系。

2理論(lùn)基礎.
　　按(àn)照上述(shu)的仿真(zhen)模型，其(qi)内部感(gan)應電動(dong)勢可用(yòng)Laplace方程V2G=0來(lái)描述，在(zài)二維直(zhí)角坐标(biāo)系下其(qi)滿足的(de)邊界條(tiáo)🌈件爲

　　令(lìng)G=G0+G*，其中G0爲(wei)不含油(you)泡即傳(chuan)感器内(nei)部僅充(chōng)以連續(xu)水☎️相☁️時(shi)敏感場(chang)内的電(diàn)勢分布(bu)，其滿足(zu)Laplace方程Δ2Go=0的(de)邊界條(tiáo)件，采用(yong)分離變(biàn)量法，可(ke)求得G0的(de)解爲

　　式(shì)G=Go+G"中，G"爲加(jia)人柱狀(zhuàng)油泡後(hòu)所引起(qi)的電勢(shì)變化。爲(wèi)了求❤️解(jiě)G*，把🐉傳感(gan)器敏感(gǎn)區域分(fèn)解爲如(ru)下4個子(zi)區域

　　式(shì)中λ1n=uπ/2b，λ2n=nπ/2α;An、Bn、Cn和Dn爲(wei)待定系(xi)數，采用(yòng)Schwartz交替叠(dié)代法可(ke)以求出(chū)這些未(wei)🌈知系數(shù)。G1*、G2*、G3*和G4*的計(ji)算結果(guo)與式(3)相(xiàng)加，即得(dé)軸向位(wèi)置含一(yī)柱狀油(you)泡時📱電(diàn)磁傳感(gan)器内部(bù)電勢G的(de)解，進而(ér)可計算(suan)出此時(shi)電磁流(liu)量計🌐的(de)響應特(te)性。
3數值(zhi)仿真
　　在(zài)Matlab環境下(xia)，利用交(jiao)替叠代(dài)法求解(jie)未知系(xì)數，可得(dé)到各⭐區(qū)域⭐中虛(xu)電流勢(shì)變化值(zhí)的表達(da)式，進而(er)獲得電(dian)磁流量(liàng)計内部(bù)虛電流(liú)的分布(bu)情況。圖(tú)2給出了(le)軸向🏃位(wei)置含一(yi)柱狀油(you)泡時電(dian)磁流量(liang)計内部(bù)虛電流(liú)的分布(bù)圖。從👉圖(tu)2可以明(ming)顯地看(kàn)出💋，在油(yóu)泡内部(bù)虛電流(liú)的值爲(wei)0，在電極(ji)位置處(chu)虛電流(liú)達到最(zui)大.值;油(yóu)泡的出(chu)現對電(diàn)磁🔅流量(liang)計内部(bù)虛電流(liú)大小及(jí)分布造(zao)成了一(yi)定的影(yǐng)響，從而(ér)改變了(le)電磁流(liu)量計的(de)輸出結(jié)🍉果。

4Ansys實驗(yàn)仿真
　　運(yùn)用有限(xian)元軟件(jiàn)對電磁(ci)流量計(ji)含有--個(ge)油泡時(shi)流量🤟計(jì)敏感場(chǎng)進行建(jiàn)模仿真(zhēn)，圖3爲含(han)油泡時(shi)電磁流(liu)量計虛(xū)電流分(fèn)💃布圖🚶。從(cong)仿真圖(tu)上可以(yǐ)看出，油(you)泡影🔆響(xiang)着電磁(ci)流量計(jì)的敏🥵感(gǎn)場，在油(you)泡附近(jìn)虛電流(liu)發💘生了(le)變化❓，油(you)泡影響(xiǎng)其附近(jin)的區域(yu)的虛電(diàn)流分布(bù)，但油泡(pao)内部虛(xu)電流大(dà)小近似(si)相等。

5結語(yǔ)
　　 建立了(le)管道軸(zhou)線位置(zhì)含球形(xing)油泡時(shí)電磁流(liú)量計内(nèi)部敏感(gan)場分布(bù)的理論(lun)模型，利(li)用Ansys軟件(jian)仿真與(yǔ)Schwartz交替叠(dié)代法㊙️求(qiú)解了敏(min)感場内(nei)的虛電(dian)流分布(bù)，最後得(dé)到結論(lùn):在電極(jí)附近，虛(xu)電流值(zhí)達到最(zui)大值;在(zai)被測區(qū)域内，虛(xū)⭐電流在(zài)絕緣油(you)泡周圍(wéi)有所變(bian)🌈化，在油(you)泡内部(bù)虛電流(liú)的值爲(wei)0。從仿真(zhēn)結果可(kě)知，油泡(pào)的存在(zài)使電磁(ci)流量計(jì)虛電流(liú)的分布(bù)變得複(fu)雜。

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