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什么是電磁流量計(jì)感應(yīng)電勢
日期：2022-09-06 點(diǎn)擊量：
當(dāng)導(dǎo)電流體流過外加磁場時(shí),在作切割磁力線運(yùn)動(dòng).根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在流體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,且通過測量感應(yīng)電動(dòng)勢的值來獲取流體的速度和流量,這就是電磁流量計(jì)測量流量的基本原理.在一定的條件下由maxwell方程可得電磁流量計(jì)的感應(yīng)電勢的表達(dá)方程:
式中是兩電極的電勢差;A表示對所有空間積分;r為流量計(jì)截面管半徑;矢量V是導(dǎo)電流體的流速;B是磁感應(yīng)強(qiáng)度;W為矢量權(quán)重函數(shù),它是-一個(gè)只由電磁流量計(jì)本身結(jié)構(gòu)決定的量.
由流量計(jì)的感應(yīng)電勢理論基礎(chǔ)可知，只要確定了流體的流速V、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、以及權(quán)重函數(shù)W，流量計(jì)管徑半徑,就可以求流量計(jì)的感應(yīng)電勢差,在流量計(jì)感應(yīng)電勢計(jì)算中,一般來說,電磁流量計(jì)內(nèi)部磁場大小的獲取是較難的問題，傳統(tǒng)干標(biāo)定法中需要進(jìn)行的復(fù)雜的空間三維磁場的測量,工作量大.英國HEMP提出的渦電場測量法是通過檢測由磁場交變產(chǎn)生的渦電場強(qiáng)度獲取磁場信息,實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)一-次傳感器轉(zhuǎn)換系數(shù)的測量,無需測量有效區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)磁通量密度與體權(quán)重函數(shù),但它只能模擬速度分布平坦的流場情況,無法對非理想流場情況下的電磁流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定;俄羅斯VELT提出的面權(quán)重函數(shù)法是按面權(quán)重函數(shù)等值線繞制的感應(yīng)線圈與電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈的互感效應(yīng)獲取磁場信息,實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)一次傳感器轉(zhuǎn)換系數(shù)的測量,無需測量有效區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)磁通量密度,但它需要用干濕標(biāo)定對比試驗(yàn)進(jìn)行修正,對比試驗(yàn)工作量較大.本文方法結(jié)合電磁流量計(jì)管段以及勵(lì)磁線圈的幾何尺寸運(yùn)用ANSYS電磁場仿真獲得流量計(jì)測量區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布，同時(shí)運(yùn)用MATLAB計(jì)算流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)在測量管中的分布;利用FLUENT軟件對流體中不同流量下流體在傳感器管道內(nèi)的速度分布進(jìn)行仿真;最后完成電磁流量計(jì)感應(yīng)電勢響應(yīng)計(jì)算.
式中是兩電極的電勢差;A表示對所有空間積分;r為流量計(jì)截面管半徑;矢量V是導(dǎo)電流體的流速;B是磁感應(yīng)強(qiáng)度;W為矢量權(quán)重函數(shù),它是-一個(gè)只由電磁流量計(jì)本身結(jié)構(gòu)決定的量.
由流量計(jì)的感應(yīng)電勢理論基礎(chǔ)可知，只要確定了流體的流速V、磁感應(yīng)強(qiáng)度B、以及權(quán)重函數(shù)W，流量計(jì)管徑半徑,就可以求流量計(jì)的感應(yīng)電勢差,在流量計(jì)感應(yīng)電勢計(jì)算中,一般來說,電磁流量計(jì)內(nèi)部磁場大小的獲取是較難的問題，傳統(tǒng)干標(biāo)定法中需要進(jìn)行的復(fù)雜的空間三維磁場的測量,工作量大.英國HEMP提出的渦電場測量法是通過檢測由磁場交變產(chǎn)生的渦電場強(qiáng)度獲取磁場信息,實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)一-次傳感器轉(zhuǎn)換系數(shù)的測量,無需測量有效區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)磁通量密度與體權(quán)重函數(shù),但它只能模擬速度分布平坦的流場情況,無法對非理想流場情況下的電磁流量計(jì)進(jìn)行標(biāo)定;俄羅斯VELT提出的面權(quán)重函數(shù)法是按面權(quán)重函數(shù)等值線繞制的感應(yīng)線圈與電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈的互感效應(yīng)獲取磁場信息,實(shí)現(xiàn)電磁流量計(jì)一次傳感器轉(zhuǎn)換系數(shù)的測量,無需測量有效區(qū)域內(nèi)各點(diǎn)磁通量密度,但它需要用干濕標(biāo)定對比試驗(yàn)進(jìn)行修正,對比試驗(yàn)工作量較大.本文方法結(jié)合電磁流量計(jì)管段以及勵(lì)磁線圈的幾何尺寸運(yùn)用ANSYS電磁場仿真獲得流量計(jì)測量區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度B的分布，同時(shí)運(yùn)用MATLAB計(jì)算流量計(jì)的權(quán)重函數(shù)在測量管中的分布;利用FLUENT軟件對流體中不同流量下流體在傳感器管道內(nèi)的速度分布進(jìn)行仿真;最后完成電磁流量計(jì)感應(yīng)電勢響應(yīng)計(jì)算.
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