摘要本文對(duì)插入式電磁(cí)流量計 靠近(jìn)管道壁面時(shi)的工作磁場(chǎng)分布情況進(jìn)行了計算。分(fèn)别對磁性壁(bì)面和非磁性(xing)壁面情況進(jìn)行了比較,說(shuo)明磁性管💁道(dao)壁面對流量(liang)測量結果的(de)影響。同時,給(gěi)出了一種修(xiū)正的💃🏻方法和(he)有關的修正(zhèng)曲線。
一、引言(yan)
　　流動的電磁(cí)感應的工作(zuo)原理是當導(dao)電流體(如水(shui))流經由儀👨‍❤️‍👨表(biao)傳感器的工(gōng)作磁場時,由(yóu)于切割磁力(li)線會産生感(gǎn)應電動勢。利(lì)用适當的電(dian)極檢出這一(yi)信号即可測(cè)得流體的流(liu)速或流量。常(chang)規的 電磁流(liu)量計 是管道(dào)式的。另一種(zhong)形式是插入(rù)式的,它實際(ji)上是測㊙️量插(cha)杆👣探頭處的(de)流速,稱爲電(diàn)磁流速儀或(huo)插入式電磁(cí)流量計,該種(zhong)儀表🌍除作爲(wei)測速外;還可(kě)以用🎯于大管(guǎn)👄道的流量測(cè)量。此時,它❄️不(bu)但可在線裝(zhuāng)拆,而且在價(jià)格上也較便(biàn)宜,是一種很(hen)有競争力的(de)流量💞儀表。
　　電(dian)磁流速儀自(zì)1917年美國人申(shen)請專利lj[以來(lai),已受到人們(men)的廣⁉️泛注意(yì)和研究,其中(zhōng)包括利用它(tā)測量管道中(zhong)流🏃體的流量(liang)。但考慮了管(guǎn)壁影響的插(chā)入式電磁流(liu)量計三維理(li)論模型,卻在(zài)近年才建立(lì)。ZhangX.Z和HempJ.在建立了(le)理論模型2j[、3j[之(zhi)後,提🙇🏻出了值(zhi)得注意的問(wen)題,即當探頭(tou)靠近管道的(de)壁面時,其測(ce)量結果将因(yin)管壁的電或(huò)磁性質不同(tong)而産生誤差(cha)。本🐅文将在此(ci)基礎上,進一(yī)步研究某種(zhong)設㊙️計的插入(ru)式電磁流量(liang)計工作磁場(chǎng)在探頭靠近(jìn)管壁時的詳(xiáng)細分布,并提(tí)🌈出一種可用(yòng)于修正由于(yú)磁場受幹擾(rao)引起測量誤(wù)差的方法。
二(èr)、插人式電磁(cí)流量計工作(zuo)磁場的求解(jiě)
　　圖1中,插入式(shì)電磁流量計(ji)探頭的端部(bu)裝有一對電(diàn)極,内部👈裝有(you)一勵磁線圈(quan),在它的周圍(wéi)産生工作磁(cí)場。爲研究磁(cí)場的詳📐細分(fèn)布狀況,先考(kao)慮單匝線圖(tú)。設其半徑爲(wei)al,裝✔️在離端部(bù)Z。處,流過的電(diàn)流爲I,流體中(zhong)的磁介質常(chang)數爲産。采用(yong)矢量勢的表(biao)示😍法有:




其中A,如(rú)式(9)或式(10),Z。是螺(luó)線管的長度(dù),rl爲它的内半(ban)徑,r:爲外半徑(jing)。
　　如圖1所示的(de)插入式電磁(cí)流量計,當考(kao)慮來流速度(dù)爲X方向,電極(ji)安裝在探頭(tóu)端部沿y方向(xiàng),則對信号作(zuò)貢獻的磁👈場(chǎng)主要是🤩Z方向(xiang)。爲此,我們計(ji)算了磁性和(he)非磁性壁面(mian)下工作磁場(chǎng)BZ分量的分布(bù)💔情況見圖3和(he)圖4(因對稱♍隻(zhī)給出一半空(kōng)間）。
三、讨論
　　從(cóng)圖3、4可看到,靠(kao)近電磁流量(liang)計的壁面分(fen)别爲磁性和(he)非磁性時,工(gong)作磁場的分(fèn)布差異明顯(xiǎn)。對非磁性壁(bì)面,其分布相(xiàng)當于探頭在(zai)無限大均勻(yun)介質當中;而(ér)當壁面是磁(ci)性時,由于探(tan)頭♍内線圈産(chǎn)生的磁場引(yǐn)起壁面的磁(ci)化,加強了探(tàn)頭📐附近的磁(ci)感強度,相🧑🏽‍🤝‍🧑🏻當(dāng)于線圈與它(ta)對壁面的像(xiang)共同産生的(de)磁場。由于這(zhè)一變化,使探(tan)頭的測量産(chǎn)生誤差。文獻(xiàn)「2]指出,隻有當(dāng)探頭的端部(bu)與壁面的❌距(ju)離大于😄4倍的(de)插杆半徑時(shi),壁面對測量(liang)讀數産生的(de)誤差才可能(néng)小于1%。
　　一種修(xiū)正磁性壁面(miàn)引起測量誤(wu)差的方法是(shi)在探頭的适(shi)當位置裝一(yī)霍爾磁場傳(chuan)感器。考慮到(dào)線圈💛的前面(mian)緊接電極,霍(huo)🛀爾元件可裝(zhuāng)在線圈後面(mian)與電極形成(chéng)對稱的位置(zhì)上(參見圖🏃‍♀️1)。此(ci)時,由霍爾元(yuan)件測得的磁(ci)場強度一般(bān)不等于電極(jí)處的值。爲此(ci),圖5計算出當(dāng)探頭接近磁(ci)性壁面時,霍(huò)爾元件上所(suo)測的🙇🏻磁感強(qiáng)度與電極處(chu)磁感強度之(zhī)比。利用單片(pian)機可以進行(háng)修正。而對于(yu)非磁性壁面(mian),這一比值恒(heng)爲1。圖中💃Bl/B:爲霍(huo)爾元件測得(de)磁感應與電(diàn)極處磁感應(ying)之比,Lla爲探頭(tóu)與壁面距離(lí)與探頭半徑(jìng)之比。

四、小結(jie)
　　本文研究了(le)插入式電磁(ci)流量計工作(zuò)磁場的求解(jiě)。給出了當👉流(liú)☂️量計探頭靠(kao)近磁性和非(fēi)磁性壁面時(shi)工作磁場的(de)不同分布。進(jin)而提出的修(xiu)正磁性壁面(miàn)引起測☂️量誤(wu)差的方法,可(kě)通過由霍爾(er)元件測得磁(ci)感強度和計(jì)算的修正曲(qu)線對測量結(jie)果進行修正(zhèng)。

以上内容來(lái)源于網絡，如(rú)有侵權請聯(lian)系即删除!