银科插入式电磁流量计的应用-江苏银科测控设备有限公司

插入式电磁流量计是在管道式电磁流量计的根底上成长起来的一种流体流量仪表，保存了电磁流量计测量蓝本的好处，克服了电磁流量计在大口径管道上安装坚苦、用度高级毛病舛误。

插入式电磁流量计重要由传感器和变送器组成。传感器将液体流量变换成感应电动势灯号记号，并传输到转换器；转换器将传感器送来的流量灯号记号进行放大，并将流量灯号记号转换成电灯号记号H]。电极检测出的感应电势数值很小，凡是是μV，是以，测量精度很轻易受外界影响。

本文提出了经过过程向流量计内部插入铁芯和改良流量计的物理结构的编制，从头检测电极两头的电动势，并与测验测验数据相对照误差较小，比传统的插入式电磁流量计有着更好的切确度。

1插入式电磁流量计的根底方程

如图l所示，流体做切割磁感线步履所产生的感应电动势，经过过程电极引入到转换器中进行测量，以线圈匝数为2620匝的传感器的物理模子为例，给出了插入式电磁流量计的根底方程解。

插入式电磁流量计事理图

已知插入式电磁流量计的根底方程为

UAB=2RBZυy=BDEυ

如图2，当圆柱绕流为平面势流且磁场在Z轴标的方针散布均匀时，磁场为定值BZ，流体流速为定值υy，两个电极间距为D，考虑有限区域影响时，两电极间的电位差经过过程赞助公式G(格林公式)可得

由式(2)可知，当测量区域的鸿沟固定，即h固按时，t为常数，且当h趋近于无穷大时，k值趋近于1。

2流量计电磁场的求解

当电畅经过过程线圈时，会在线圈四周产生磁场。流量计测量杆的两侧各设置了一对电极，在流量计进行测量时，只需将电极置于管道的均匀流速点上便可。

本文采用Matlab PDE工具箱进行仿真，设置PDE参数，磁导率μ=1，电流密度：左边的线圈电流密度J=-1，右边的线圈电流密度J=l，其余传感器、管道、电极和铁芯区域电流密度均为0，传感器四周的电磁场如图3所示。

如图3，传感器l，2对电极与3，4对电极连成的直线和磁场以及均匀流速成彼此垂直关系，由于电极地址地位的磁感应强过活较小，所以，液体流经电极时产生的感生电动势数值较小，轻易遭到外界的烦扰。

3改良的流量计电磁场求解

为了可以增长管道内的磁场强度，在线圈中插入“工”字型铁芯，并在测量杆的两侧安设新的电极。铁芯二维模子如图4所示。

设置PDE参数，铁芯的磁导率μ=200，其余各个区域磁导率μ=1，左线圈中电流密度J=-1，右线圈中电流密度J=l，其余传感器、管道、电极和铁芯区域电流密度均为0。传感器四周的电磁场如图5所示。

1，2对电极与3，4对电极连成的直线和磁场以及均匀流速成彼此垂直关系，液体流经电极时产生感生电动势。

表1中B1，代表未插入铁芯的传感器电极所处地位的磁场强度，B2。代表插入铁芯后电极所处地位的磁场强度。插入铁芯后，电极地址区域内的磁场强度较着增大，液体流经电极时产生的感生电动势数值较大，其抗烦扰能力也获得了很大的提升。

4传感器的物理结构

传统的传感器为圆柱形，其几何图形如图6所示，管道直径0．2 m，长lm，传感器为半径为0．02 m的圆柱体。

传感器的探人会使流体产生绕流现象，对流速的影响很大，降落了测量精度。雷诺数＆在绕流现象中起决定性浸染，其公式以下

Re=ρυL/μ          （3）

式中ρ，μ分袂为流体密度和粘度，υ，L分袂为液体流场的特点速度和特点直径。本文所测量的流体为水，其粘度为μ=1．0×10-3Pa·S。随着Re的增大，圆柱背地的旋涡进一步扩大，并逐步周期性地脱落出转变标的方针相反且列举轨则的双列旋涡，经非线性浸染后组成了驰名的卡门涡街，导致两侧电极所检测到的流场产生严重的失真。

为了降落绕流物体的压差阻力，可以经过过程减小后部逆压梯度，将圆柱型传感器刷新成椭圆柱型。

格子Bolzmann编制是一种计较流体力学的算法，将流体的宏观步履作为大批微观粒子步履的统计均匀功效，宏观的物理量可由微观粒子的统计均匀值获得。

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