當(dāng)導(dǎo)電流體流過外加磁場時,在作切割磁力線運(yùn)動．根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在流體中就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,且通過測量感應(yīng)電動勢的值來獲取流體的速度和流量,這就是電磁流量計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的感應(yīng)電勢的表達(dá)方程：
式中:U2-U1是兩電極的電勢差;Ａ表示對所有空間積分;ｒ為流量計截面管半徑；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),它是一個只由電磁流量計本身結(jié)構(gòu)決定的量．由流量計的感應(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,流量計管徑半徑,就可以求流量計的感應(yīng)電勢差,在流量計感應(yīng)電勢計算中,一般來說,電磁流量計內(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HTMP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,實現(xiàn)電磁流量計一次傳感器轉(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)線圈與電磁流量計勵磁線圈的互感效應(yīng)獲取磁場信息,實現(xiàn)電磁流量計一次傳感器轉(zhuǎn)換系數(shù)的測量,無需測量有效區(qū)域內(nèi)各點磁通量密度,但它需要用干濕標(biāo)定對比試驗進(jìn)行修正,對比試驗工作量較大．本文方法結(jié)合電磁流量計管段以及勵磁線圈的幾何尺寸運(yùn)用ANSYS電磁場仿真獲得流量計測量區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ的分布,同時運(yùn)用MATLAB計算流量計的權(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感應(yīng)電勢響應(yīng)計算． |
