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技术文章  

电磁流量计感应电势理论基础


发布日期:2020-08-11 点击:165次
  当导电流体流过外加磁场时,在作切割磁力线运动.根据法拉第电磁感应定律,在流体中就会产生感应电动势,且通过测量感应电动势的值来获取流体的速度和流量,这就是电磁流量计测量流量的基本原理.在一定的条件下由maxwell方程可得电磁流量计的感应电势的表达方程:

式中:U2-U1是两电极的电势差;A表示对所有空间积分;r为流量计截面管半径;矢量V是导电流体的流速;B是磁感应强度;W为矢量权重函数,它是一个只由电磁流量计本身结构决定的量.由流量计的感应电势理论基础可知,只要确定了流体的流速V、磁感应强度B.以及权重函数W,流量计管径半径,就可以求流量计的感应电势差,在流量计感应电势计算中,一般来说,电磁流量计内部磁场大小的获取是较难的问题,传统干标定法中需要进行的复杂的空间三维磁场的测量,工作量大.英国HTMP提出的涡电场测量法是通过检测由磁场交变产生的涡电场强度获取磁场信息,实现电磁流量计一次传感器转换系数的测量,无需测量有效区域内各点磁通量密度与体权重函数,但它只能模拟速度分布平坦的流场情况,无法对非理想流场情况下的电磁流量计进行标定;俄罗斯VELT提出的面权重函数法是按面权重函数等值线绕制的感应线圈与电磁流量计励磁线圈的互感效应获取磁场信息,实现电磁流量计一次传感器转换系数的测量,无需测量有效区域内各点磁通量密度,但它需要用干湿标定对比试验进行修正,对比试验工作量较大.本文方法结合电磁流量计管段以及励磁线圈的几何尺寸运用ANSYS电磁场仿真获得流量计测量区域磁感应强度B的分布,同时运用MATLAB计算流量计的权重函数在测量管中的分布;利用FLUENT软件对流体中不同流量下流体在传感器管道内的速度分布进行仿真;最后完成电磁流量计感应电势响应计算.
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