摘要：本(běn)文對插(chā)入式電(diàn)磁流量(liàng)計 靠近(jìn)管道壁(bi)面時的(de)工作磁(cí)場分布(bu)情況進(jin)行了計(ji)算。分别(bie)對磁性(xìng)壁面和(he)非磁性(xing)壁面情(qing)況進行(hang)了比🌂較(jiao),說明磁(ci)性管‼️道(dào)壁面對(duì)流量測(cè)量結果(guo)的影響(xiang)。同🈲時,給(gěi)出了一(yī)種㊙️修正(zhèng)的方法(fa)和✊有關(guan)的修正(zhèng)曲線。
一(yī)、引言
　　流(liu)動的電(dian)磁感應(ying)的工作(zuò)原理是(shi)當導電(dian)流體(如(rú)水👄)流經(jing)由儀表(biǎo)💛傳感器(qì)的工作(zuò)磁場時(shi)，由于切(qie)割磁力(lì)線會産(chǎn)生✨感應(yīng)電動勢(shì)。利用适(shì)當的電(diàn)極檢出(chū)這一信(xìn)号即可(kě)測得流(liu)體的流(liu)速或流(liú)量。常規(guī)的電磁(ci)流量計(ji) 是管道(dào)式的。另(lìng)一種形(xing)式是插(cha)入式的(de),它實際(jì)上是測(ce)量插杆(gan)探頭處(chu)的流速(sù)，稱爲電(dian)磁流速(su)儀或插(chā)入式電(diàn)磁流量(liàng)計，該種(zhong)儀表除(chú)作爲測(ce)速外;還(hái)可以用(yòng)于大管(guǎn)道的流(liú)🙇🏻量測量(liang)😘。此時，它(tā)不但可(ke)♍在線裝(zhuang)拆，而且(qiě)在價格(gé).上也較(jiào)便宜，是(shì)一種很(hěn)有競争(zheng)力的流(liu)量💞儀表(biǎo)。
　　電磁流(liú)速儀自(zi)1917年美國(guo)人申請(qing)專利以(yǐ)來，已受(shou)到人們(men)的廣泛(fan)注意和(hé)研究，其(qi)中包括(kuò)利用它(ta)測量管(guǎn)道🈲中流(liú)體的流(liú)量。但考(kao)慮了管(guan)壁影響(xiang)的插入(rù)式電磁(cí)流量計(ji)三維理(lǐ)論模型(xing)，其測量(liang)結果将(jiang)因管壁(bi)的電或(huò)磁性質(zhì)不同而(er)産生誤(wu)差。本文(wen)将在此(ci)基礎上(shang)，進❓一步(bu)研究某(mǒu)種設計(ji)的插入(rù)式電磁(cí)流量計(ji)工作磁(cí)場在探(tan)頭靠❗近(jìn)管壁時(shí)的詳細(xì)分布，并(bing)提出一(yi)🔴種可用(yong)于修正(zheng)由于磁(cí)🔞場受幹(gàn)擾引起(qǐ)測量誤(wù)差的方(fang)法。
二、插(chā)人式電(dian)磁流計(ji)工作磁(ci)場的求(qiú)解
　　圖1中(zhong)，插入式(shì)電磁流(liú)量計探(tan)頭的端(duān)部裝有(you)一對電(dian)極，内🌈部(bu)裝㊙️有一(yi)勵磁線(xian)圈，在它(ta)的周圍(wei)産生工(gōng)作磁場(chang)。爲🏒研究(jiū)磁場的(de)詳細分(fèn)布狀況(kuàng)，先考慮(lü)單匝線(xiàn)圖。設其(qí)半徑爲(wèi)α1,裝在離(li)端部Z。處(chu)，流過的(de)電流爲(wèi)I,流體中(zhong)的磁介(jie)質♈常數(shu)爲μ。采用(yong)矢量勢(shì)的表示(shì)法有:


長(zhǎng)度,r1爲它(tā)的内半(ban)徑,r2爲外(wài)半徑。
　　如(rú)圖1所示(shi)的插入(ru)式電磁(ci)流量計(ji),當考慮(lǜ)來流速(sù)度🏃🏻爲X方(fāng)向,電🎯極(jí)安裝在(zai)探頭端(duān)部沿Y方(fāng)向,則對(duì)信号作(zuo)貢獻的(de)磁😄場主(zhǔ)要是Z方(fang)向。爲此(cǐ),我們計(ji)算了磁(cí)性和💋非(fei)磁性壁(bì)面下👉工(gōng)作磁場(chǎng)Bz分量的(de)分布情(qíng)況見圖(tu)3和圖4(因(yīn)對稱隻(zhi)給出一(yi)📞半空間(jiān))。
三、讨論(lùn)
　　從圖3.4可(kě)看到,靠(kào)近電磁(cí)流量計(jì)的壁面(miàn)分别爲(wèi)磁性和(he)非磁性(xing)時,工作(zuo)磁場的(de)分布差(cha)異明顯(xiǎn)。對非磁(cí)性壁面(mian),其分布(bu)相當于(yu)探頭在(zài)無限大(da)均勻介(jiè)質當中(zhong);而當壁(bi)面是磁(ci)性時,由(you)❄️于探頭(tou)内線圈(quān)産生的(de)磁場🛀引(yin)起壁面(mian)💃的磁化(huà),加強了(le)探頭附(fù)近的磁(ci)🈚感強度(dù),相🧡當于(yú)線圈與(yu)💃🏻它對壁(bì)面的像(xiang)共同産(chǎn)生的磁(cí)場。由于(yu)這--變化(hua),使探頭(tou)的測量(liang)産生誤(wu)差。隻有(you)當探頭(tou)的端部(bù).與壁面(mian)的距離(li)🙇🏻大于4倍(bèi)的插杆(gǎn)半徑時(shí)，壁面對(duì)測量讀(dú)數産生(shēng)的誤差(chà)🛀🏻才可能(neng)小于1%。
　　一(yi)種修正(zhèng)磁性壁(bi)面引起(qi)測量誤(wù)差的方(fāng)法是在(zai)探頭📱的(de)📧适當位(wei)置裝一(yi)霍爾磁(cí)場傳感(gan)器。考慮(lü)到線圈(quan)的前面(miàn)緊接電(diàn)極,霍爾(ěr)元件可(kě)裝在線(xian)圈後面(mian)與電極(ji)形成對(duì)稱的☁️位(wei)置上(參(can)見圖1)。此(cǐ)時，由霍(huò)爾元件(jiàn)測得的(de)磁場強(qiang)度一般(bān)不等于(yú)電極處(chù)的值。爲(wei)此,圖5計(jì)💘算出當(dang)探頭接(jiē)近磁性(xìng)璧面時(shí),霍爾元(yuán)件上所(suǒ)測的磁(ci)感強度(dù)與電🌈極(ji)處磁感(gan)強度之(zhi)比。利用(yong)單片機(jī)可以進(jin)行修正(zhèng)。而對于(yú)非磁性(xing)壁面,這(zhè)一-比值(zhí)恒爲1.圖(tú)中B1/B2爲霍(huo)爾元件(jian)測得🌈磁(cí)感應與(yǔ)電極處(chu)🌐磁感應(yīng)之比㊙️,L1/a爲(wei)探頭與(yǔ)壁面距(jù)離與探(tàn)頭半徑(jing)之比。

　　本(ben)文研究(jiu)了插入(rù)式電磁(cí)流量計(jì)工作磁(cí)場的求(qiu)解。給出(chu)了👉當流(liu)量計探(tàn)頭靠近(jìn)磁性和(hé)非磁性(xìng)壁面時(shi)工作㊙️磁(ci)場的不(bu)🔅同分布(bù)。進☀️而提(tí)出的修(xiu)正磁性(xìng)壁面引(yin)起測量(liang)誤差的(de)方法🤞,可(kě)通過🌍由(you)霍爾元(yuán)件測得(de)磁感強(qiang)度和計(ji)算的修(xiu)正曲線(xiàn)對⚽測量(liàng)結果進(jin)行修正(zhèng)。

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