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技术文章  

影响电磁流量计磁场分布特性因素分析


发布日期:2020-06-19 点击:327次
  在电磁流量计使用过程中,由于各种环境因素的影响,有时仪器并不一定处于管道中心位置,而会偏离中心一定的距离。此时线圈激励产生的磁场在管道内的分布情况也将发生变化,图2-14 为仪器在管道中向右偏心1mm、2mm、3mm、4mm时磁通线的分布。

  由图可知,当电磁流量计偏离中心位置时,磁通线的分布也发生了变化。原来磁通线在管道中是对称分布的,仪器偏心后则不再保持对称性质。随着仪器向右偏移,在仪器与管道之间的环形空间内,右边磁通线分布更为密集,而左边则分布较为稀疏。并且随着仪器向右偏心的距离的增大,这种变化更为明显。
  因此,井下四电极电磁流量计用于测量时,仪器是否位于管道中心位置是应该考虑的一个问题。因为只要仪器发生偏心,在管道中的激励磁场分布就会发生变化,流体切割磁力线时产生的感应电势也会随之变化,导致测量结果偏离实际情况。
  另外,在测量管道中,由于长时间注入水或聚合物,也会产生一些沉积物、悬浮铁屑物等杂质,它们可能具有导磁作用,对仪器产生的磁场产生影响,进而对测量结果也可能造成影响。所以,有必要对不同磁导率,不同尺寸的铁屑物存在情况下的磁场分布进行考察。
  在环形空间放置铁屑物,建立磁场分析模型,如图2-15 所示,图中三个橙色小球即为铁屑物。图2-16 为该模型的剖分图。

  为了较大范围的考察铁屑物对测量的影响,选取铁屑物的半径r=0.5mm,1mm, 1.5mm, 2mm, 2.5mm, 3mm, 磁导率μ 从1~15 变化,计算各种情况下的磁场分布。本文只给出r=2mm 时各种磁导率情况下的变化规律,如图2-17 所示。其他尺寸情况类似。

  从图 2-17,我们可以看到,随着铁屑物磁导率的增大,铁屑物的导磁作用增大,使得其附近的磁场也发生了变化。但是,这种变化是微小的,这从磁导率由1 变化到15 而磁通线分布差异不大可以看得出来。只有在最靠近铁屑物的地方磁通线才有一点变形,其他位置磁通线分布几乎没有受到影响。所以,当管中存在铁屑物时,对仪器的测量结果影响不大。
  综上所述,当仪器本身位置存在偏心时,会对电磁流量计的测量结果产生较大的影响。一般情况下,在仪器的上下两端都装有扶正器,保证仪器位于管道中心位置,可以基本消除偏心产生的影响。而对于流体中的铁屑物,由于其大小和属性对测量没有太大的影响,也基本可以忽略。因此,我们可以得出结论:井下四电极流量计在测量流量时,其本身的磁场分布对测量结果影响不大,可以不予考虑。下一章将主要从流场分布的角度来对其测量特性进行研究。
 
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