電磁(cí)流量計 的(de)勵磁線圈(quan)在實際制(zhì)造中可能(neng)不對稱，尤(yóu)其在較大(dà)😍的電磁流(liu)🌂量計傳感(gǎn)器制作過(guò)程中存在(zài)這個問題(ti)的可能性(xing)更大。但是(shì)，針對勵磁(cí)線圈可能(néng)存在的位(wei)置偏差情(qíng)況進行分(fen)析的文❗獻(xian)卻較少。運(yùn)用有限元(yuan)軟件Ansys對電(diàn)磁流量計(jì)勵磁線圈(quān)不對稱問(wèn)題建立磁(cí)場仿真模(mó)型，并在模(mo)型下進行(háng)數值🧡仿真(zhen)分析勵磁(ci)線圈不對(duì)稱對電磁(cí)流量計測(cè)量區域磁(cí)場強度分(fen)布的影☀️響(xiang)，對因💞此而(er)帶💰來的測(ce)量信号的(de)變化進行(háng)分析。
1磁場(chǎng)評價指标(biāo)與電磁測(ce)量原理
　　電(diàn)磁流量計(ji)的磁場評(ping)價指标做(zuo)了描述，主(zhǔ)要有樣🔞本(běn)平均❓值、變(biàn)異系數和(hé)均勻區域(yù)面積。爲了(le)考察勵磁(cí)線☀️圈不✂️對(duì)稱💁時電磁(cí)流量計測(cè)量信号的(de)變化，引入(rù)文獻［5］中的(de)磁💃場評價(jià)❓指标來分(fèn)析勵磁線(xiàn)圈不對稱(cheng)［4，5］測量區🌏域(yù)中的磁場(chang)變化情況(kuang)，進而研📧究(jiu)瞬時感🛀🏻應(ying)電勢值。
　　均(jun)勻區域面(mian)積就是在(zài)測量區域(yù)中，中心點(diǎn)的磁場強(qiáng)度設爲标(biao)準值B00，設定(ding)該區域中(zhōng)的其他點(diǎn)磁場強度(du)爲Bxy，滿足在(zai)測量區域(yu)中所占的(de)面積爲均(jun1)勻區域面(mian)積。
　　變異系(xì)數又稱“标(biao)準差率”，是(shì)衡量資料(liao)中各觀測(ce)值變異程(chéng)度的另一(yī)個統計量(liang)。标準變異(yi)系數是一(yi)組數據的(de)變異指📐标(biāo)與其平均(jun1)指标之比(bǐ)，爲相對變(bian)異指标，即(jí)㊙️CV=樣本标準(zhǔn)差s/樣本平(ping)均值`χ。
　　由Maxwell方(fāng)程，并在一(yi)定的假設(she)條件下，可(ke)得電磁流(liu)量計的感(gan)應🌐電勢值(zhí)(即兩電極(ji)的電勢差(cha))的表達式(shì):

式中
A———對所(suǒ)有空間積(ji)分;
B———磁感應(ying)強度;
L———絕緣(yuan)管道筒長(zhang)一半;
r———流量(liàng)計截面管(guan)半徑;
V———導電(dian)流體的流(liu)速;
W———矢量權(quan)重函數［6］，它(tā)是一個隻(zhi)由電磁流(liú)量計本身(shen)結構決定(dìng)的量。
可見(jian)，隻要确定(dìng)了V、B、W和r，就可(kě)以求得流(liú)量計的感(gan)應電勢差(cha)。
2仿真模型(xíng)與仿真實(shí)驗
2．1仿真模(mó)型
　　爲了考(kao)查電磁流(liú)量計傳感(gǎn)器中勵磁(ci)結構不對(duì)稱問題，設(she)定了✉️如圖(tu)1所示的電(dian)磁流量計(ji)勵磁結構(gòu)Ansys仿真模型(xing)，Ansys仿真模型(xíng)中隻對電(dian)磁流量計(jì)傳感器測(ce)量電極截(jié)面進行建(jiàn)模，兩個電(diàn)極🍓中心方(fang)向稱爲y軸(zhóu)，過測量管(guǎn)道中心垂(chuí)直y軸的爲(wèi)x軸，x軸與y軸(zhóu)構成直角(jiao)坐✂️标系，管(guan)道中😍心爲(wei)坐标原點(diǎn)o，線圈邊緣(yuán)🌈與x軸的夾(jiá)角分别爲(wei)a與b，磁♍芯邊(bian)緣與x軸的(de)夾角爲b。

1———線圈位(wei)置;
2———磁芯位(wèi)置，磁芯與(yǔ)線圈構成(chéng)勵磁結構(gòu);
3———電極及其(qi)固定器件(jian)位置;
4———測量(liàng)管道(測量(liàng)區域);
5———襯裏(li);
6、7———内徑壁與(yǔ)外徑壁
2．2仿(páng)真實驗
　　仿(páng)真實驗中(zhōng)，設定電磁(cí)流量計左(zuǒ)邊的(x負軸(zhóu)向)勵磁結(jie)☂️構㊙️不變，右(you)邊的(x正軸(zhou)向)的勵磁(cí)結構安裝(zhuāng)角度a分☎️别(bie)爲偏置🏃🏻‍♂️0、5、10、15°，仿(páng)真勵磁線(xiàn)圈不對稱(cheng)不同角度(du)情況下對(dui)電磁流量(liàng)計測量區(qu)域磁場💰強(qiang)度分布的(de)影響，結果(guǒ)如圖2所示(shì)。
　　可以看出(chu)，當勵磁結(jie)構安置有(yǒu)所偏置時(shí)，電磁流量(liang)計測量區(qu)域内部磁(ci)力線方向(xiàng)發生變化(hua)，偏置角越(yue)🐇大，磁☀️力線(xiàn)方向變化(huà)🌂越大。

　　圖3顯(xian)示了勵磁(cí)結構偏置(zhi)角度爲15°時(shí)測量區域(yu)的磁場分(fen)布🧑🏽‍🤝‍🧑🏻，爲節省(shěng)篇幅，其他(ta)仿真圖略(lue)去。可見，當(dāng)勵磁結構(gou)的偏置角(jiǎo)不同時，x軸(zhou)方向的磁(cí)感應強度(du)矢量值存(cun)在👅一定變(biàn)化，但是👉無(wú)法給予數(shu)值上的分(fèn)析結果，下(xia)面将用磁(ci)場評價指(zhi)标加✍️以分(fèn)析。

3仿真結(jie)果分析
　　爲(wei)了詳實地(dì)考查電磁(ci)流量計勵(li)磁結構偏(pian)置對流💃量(liàng)計測量區(qū)域中磁感(gan)應強度分(fèn)布情況的(de)影響，運用(yòng)第1節介紹(shao)的磁場評(ping)價🚩指标對(duì)勵磁結構(gou)不同偏置(zhì)角度🌈下的(de)磁場進行(háng)分析。
　　圖4爲(wèi)勵磁線圈(quan)偏置角不(bú)同時的磁(cí)場強度分(fen)析結果，可(ke)以看出，在(zai)勵磁結構(gòu)偏置時，電(dian)磁流量計(ji)測量區域(yu)的平均磁(cí)場有🍉一定(dìng)變化，偏置(zhì)角度越大(dà)，測量區域(yu)的平均磁(cí)💚場越小。圖(tu)5爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiǎo)不同😄時測(cè)量區域變(bian)異系數的(de)分析👄結果(guǒ)，可以看出(chu)，勵磁結構(gòu)偏置角度(du)越大，測量(liàng)區域的磁(ci)場變異系(xì)數越大，即(jí)磁場強度(du)分布波動(dong)性越大。

　　圖6爲勵(lì)磁線圈偏(piān)置角不同(tong)時磁場強(qiang)度在測量(liang)區域均勻(yún)🤟面積分析(xi)，可以看出(chū)，在勵磁結(jie)構偏置時(shí)，電磁流量(liang)計測量區(qū)域的磁🆚場(chǎng)均勻區域(yù)存在變化(hua)，偏置角度(dù)越大，測量(liàng)區域的均(jun)勻區域越(yue)💛小，即測量(liang)區域測磁(cí)場均勻性(xìng)越差。

　　圖(tú)7爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiǎo)不同時電(dian)磁感應信(xin)号的分💘析(xī)結果⛱️，流✔️量(liang)計瞬時感(gǎn)應信号是(shì)設定流體(ti)速度不變(biàn)的情況😄下(xia)勵磁結構(gòu)的偏置角(jiao)不同時進(jìn)行的仿真(zhen)。可以看出(chu)，在其他條(tiao)件不變🔅的(de)情況下，勵(li)磁結構偏(pian)置角度越(yue)大，流量計(ji)感應信号(hao)就越小。
　　由(yóu)以上仿真(zhēn)結果分析(xī):電磁流量(liàng)計勵磁線(xian)圈存在偏(piān)置會造成(cheng)電磁流量(liàng)計測量區(qu)域中磁場(chǎng)分布變化(huà)，進而給📞電(diàn)磁流量⭐計(jì)測量帶來(lai)一定的誤(wù)差。
4結束語(yu)
　　運用有限(xiàn)元軟件對(dui)電磁流量(liang)計勵磁結(jie)構存在偏(piān)置進💔行🔴了(le)㊙️建🐪模仿真(zhen)研究，通過(guò)模型分析(xi)了流量和(he)不同勵磁(cí)🍓結構偏置(zhì)情況下，電(diàn)磁流量計(jì)磁場分布(bu)情況以及(ji)對流量計(jì)電極兩端(duān)獲取感⚽應(yīng)信号大小(xiao)影響情況(kuàng)的研究，進(jin)而獲得由(yóu)❄️勵磁線圈(quan)🐅不對稱引(yǐn)🐕起的測量(liàng)誤差。當然(rán)，目前電磁(ci)流量計出(chū)庫前會進(jìn)行校準，但(dàn)是在較大(da)測量管道(dào)🔴的應用中(zhong)，實流校驗(yàn)成本較大(da)，因此會選(xuǎn)用幹标定(ding)等手段，這(zhè)一過程中(zhōng)，勵磁線圈(quan)的不對稱(chēng)會産生一(yi)定的測量(liàng)誤差。

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