摘(zhai)要:爲(wei)了實(shi)現電(dian)磁流(liu)量計(ji) 的低(di)功耗(hao)，提出(chu)一種(zhong)具有(you)異徑(jing)測量(liang)管道(dao)的電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)方案(an)。基于(yu)FLUENT軟件(jian)對異(yi)徑測(ce)量管(guan)道内(nei)部流(liu)場進(jin)行了(le)分析(xi)，該新(xin)🚶‍♀️型電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的勵(li)磁效(xiao)率和(he)輸出(chu)靈敏(min)✏️度相(xiang)比于(yu)傳統(tong)設計(ji)有顯(xian)著提(ti)高。
　　電(dian)磁流(liu)量計(ji)廣泛(fan)應用(yong)于導(dao)電流(liu)體的(de)體積(ji)流量(liang)測量(liang)。随着(zhe)💁電磁(ci)🎯流量(liang)測量(liang)理論(lun)的成(cheng)熟和(he)電子(zi)技術(shu)不斷(duan)發展(zhan)， 低功(gong)耗電(dian)磁流(liu)量計(ji) 的設(she)計成(cheng)爲該(gai)領域(yu)的研(yan)究熱(re)點之(zhi)一。國(guo)外廠(chang)家率(lü)先推(tui)出了(le)🐕電池(chi)供電(dian)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)，極大(da)地拓(tuo)寬了(le)♉電磁(ci)流量(liang)🔅計的(de)應用(yong)範圍(wei)。國内(nei)科研(yan)人員(yuan)也在(zai)相關(guan)領域(yu)進🐕行(hang)了有(you)益的(de)探索(suo)。國内(nei)儀表(biao)廠家(jia)生産(chan)的電(dian)磁流(liu)量計(ji)仍然(ran)具有(you)🚶技術(shu)水平(ping)低、功(gong)耗較(jiao)大等(deng)缺點(dian)🤩。鑒于(yu)國内(nei)市場(chang)對電(dian)池供(gong)電電(dian)磁流(liu)量💁計(ji)産品(pin)需求(qiu)迫切(qie)，加強(qiang)相🏒關(guan)領域(yu)的研(yan)究、促(cu)進國(guo)内電(dian)磁流(liu)量測(ce)🍓量技(ji)術的(de)❤️進步(bu)意義(yi)重大(da)。
　　電磁(ci)流量(liang)計由(you)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器和(he)轉換(huan)器兩(liang)部分(fen)組成(cheng)。轉🛀🏻換(huan)器爲(wei)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器提(ti)供産(chan)生工(gong)作磁(ci)🈚場的(de)勵磁(ci)🔞電流(liu)，對傳(chuan)感器(qi)㊙️輸出(chu)的感(gan)應電(dian)動勢(shi)信号(hao)進行(hang)放大(da)、濾波(bo)、數字(zi)化從(cong)而得(de)到瞬(shun)時流(liu)速或(huo)體積(ji)流量(liang)值。電(dian)磁流(liu)量計(ji)的功(gong)耗包(bao)🌈括勵(li)磁電(dian)路功(gong)耗和(he)🌈信号(hao)處理(li)電㊙️路(lu)功耗(hao)，數值(zhi)🐆上前(qian)者遠(yuan)大于(yu)後者(zhe)。電磁(ci)流量(liang)轉換(huan)器低(di)功耗(hao)設計(ji)的主(zhu)要技(ji)術措(cuo)施包(bao)括選(xuan)用低(di)功耗(hao)👨‍❤️‍👨的電(dian)子🐪元(yuan)件和(he)測量(liang)電路(lu)間歇(xie)性地(di)工作(zuo)，在測(ce)量間(jian)隙進(jin)入微(wei)功耗(hao)休眠(mian)狀态(tai)。電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)🔱器的(de)低功(gong)耗設(she)計問(wen)題相(xiang)對複(fu)雜，必(bi)須保(bao)證在(zai)♋勵磁(ci)電流(liu)顯著(zhe)減小(xiao)時其(qi)輸出(chu)🔞靈敏(min)度與(yu)常規(gui)電磁(ci)流量(liang)📐傳感(gan)器的(de)靈敏(min)度相(xiang)當或(huo)更高(gao)，做到(dao)這一(yi)點隻(zhi)能通(tong)過優(you)化傳(chuan)感器(qi)結構(gou)來實(shi)現。
　　一(yi)種新(xin)型 電(dian)池供(gong)電電(dian)磁流(liu)量計(ji) 方案(an)，其電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的測(ce)量管(guan)道爲(wei)從圓(yuan)形截(jie)面逐(zhu)漸收(shou)縮🔴成(cheng)矩形(xing)截面(mian)的異(yi)徑管(guan)。相比(bi)于測(ce)量管(guan)爲均(jun)勻圓(yuan)管的(de)常規(gui)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器，具(ju)有異(yi)徑測(ce)量管(guan)的傳(chuan)感器(qi)在勵(li)磁📱效(xiao)率、輸(shu)出靈(ling)敏度(du)等方(fang)面具(ju)有顯(xian)著優(you)🏃‍♂️勢。新(xin)型電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)與微(wei)功耗(hao)的測(ce)量電(dian)路相(xiang)結🤟合(he)實現(xian)了電(dian)🎯磁流(liu)量計(ji)的低(di)功耗(hao)設計(ji)。
1電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器工(gong)作原(yuan)理
　　電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)把流(liu)速(流(liu)量)信(xin)号線(xian)性地(di)變換(huan)成感(gan)應電(dian)動✌️勢(shi)信号(hao)。理想(xiang)情況(kuang)下，可(ke)将被(bei)測流(liu)體視(shi)爲做(zuo)切割(ge)磁力(li)線運(yun)動的(de)導體(ti)，根據(ju)法拉(la)第電(dian)磁感(gan)應定(ding)律可(ke)㊙️知感(gan)生電(dian)動勢(shi)♍Ei的大(da)小可(ke)表述(shu)爲：

　　式(shi)中:B爲(wei)磁感(gan)應強(qiang)度;A爲(wei)磁通(tong)量變(bian)化的(de)面積(ji);D爲導(dao)體長(zhang)👉度(兩(liang)測量(liang)電極(ji)之間(jian)的距(ju)離，對(dui)于圓(yuan)形管(guan)道D爲(wei)測量(liang)管内(nei)徑);dl爲(wei)運動(dong)的距(ju)離;`V爲(wei)運動(dong)速度(du);Ei爲感(gan)應電(dian)動勢(shi)。
假設(she)管道(dao)的橫(heng)截面(mian)積爲(wei)A，流量(liang)爲q，則(ze)式(1)可(ke)改寫(xie)爲:

　　對(dui)于高(gao)爲h，寬(kuan)爲D的(de)橫截(jie)面爲(wei)矩形(xing)的測(ce)量管(guan)道，則(ze)式(2)可(ke)改寫(xie)爲:

　　上(shang)述電(dian)磁流(liu)量測(ce)量基(ji)本方(fang)程隐(yin)含以(yi)下假(jia)設條(tiao)件⭐［9］:①流(liu)體磁(ci)導率(lü)μ均勻(yun)并且(qie)其數(shu)值等(deng)于真(zhen)空中(zhong)磁導(dao)率，即(ji)流體(ti)是👈非(fei)磁性(xing)的;②流(liu)體具(ju)有均(jun)勻的(de)電導(dao)率，并(bing)滿足(zu)歐姆(mu)定律(lü);③流體(ti)中的(de)位移(yi)電流(liu)可忽(hu)略不(bu)計;④磁(ci)場♍在(zai)無限(xian)大❗空(kong)間範(fan)圍内(nei)均勻(yun)分布(bu);⑤被測(ce)流體(ti)流動(dong)狀🌍态(tai)爲充(chong)分發(fa)展流(liu)，對圓(yuan)管🏃‍♀️而(er)言流(liu)速呈(cheng)🌍軸對(dui)稱分(fen)布。
　　式(shi)(1)表明(ming)感應(ying)電動(dong)勢正(zheng)比于(yu)流體(ti)平均(jun)流速(su)。當流(liu)速很(hen)低時(shi)感應(ying)電動(dong)勢很(hen)小，在(zai)噪聲(sheng)電平(ping)基本(ben)相同(tong)的條(tiao)件下(xia)測量(liang)誤差(cha)會增(zeng)大，因(yin)此限(xian)制了(le)電磁(ci)流量(liang)計的(de)測量(liang)下限(xian)。異🔅徑(jing)測量(liang)管道(dao)的設(she)計要(yao)求是(shi)在不(bu)改變(bian)流場(chang)特性(xing)的條(tiao)件下(xia)，局部(bu)減小(xiao)管道(dao)橫截(jie)面積(ji)以增(zeng)加流(liu)速來(lai)提高(gao)測量(liang)靈敏(min)度。在(zai)測量(liang)❗電極(ji)形狀(zhuang)爲矩(ju)形時(shi)，矩形(xing)截面(mian)管道(dao)的測(ce)量電(dian)極取(qu)出的(de)感應(ying)電🏒動(dong)勢信(xin)号基(ji)本上(shang)不依(yi)賴于(yu)管道(dao)橫截(jie)面的(de)流速(su)分布(bu)，因而(er)異徑(jing)管道(dao)的測(ce)量段(duan)采用(yong)矩形(xing)截面(mian)設計(ji)。
電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器勵(li)磁回(hui)路中(zhong)線圈(quan)匝數(shu)N、勵磁(ci)電流(liu)I和磁(ci)通勢(shi)F的關(guan)系爲(wei)：

　　式中(zhong):Rm爲磁(ci)阻，μ爲(wei)磁導(dao)率，S爲(wei)磁路(lu)的橫(heng)截面(mian)積，L爲(wei)磁路(lu)平均(jun)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼長度(du)。根據(ju)磁場(chang)的歐(ou)姆定(ding)律［12］，磁(ci)通量(liang)Φ的大(da)小爲(wei):

　　由式(shi)(7)可知(zhi)，磁感(gan)應強(qiang)度B與(yu)勵磁(ci)電流(liu)成正(zheng)比，與(yu)磁路(lu)的💰平(ping)均長(zhang)度L成(cheng)反比(bi)。在測(ce)量電(dian)極間(jian)距D相(xiang)同時(shi)，橫截(jie)面積(ji)相同(tong)的圓(yuan)管和(he)矩形(xing)管，矩(ju)形管(guan)的高(gao)度h小(xiao)于圓(yuan)管直(zhi)徑D。假(jia)設磁(ci)😘路與(yu)管道(dao)之間(jian)的距(ju)離🐅爲(wei)hw，則橫(heng)截面(mian)爲圓(yuan)形和(he)矩形(xing)的管(guan)道其(qi)磁路(lu)🍉平均(jun)長度(du)L分别(bie)爲h+2hw和(he)📞D+2hw。因此(ci)，勵磁(ci)電流(liu)相同(tong)時矩(ju)形管(guan)道磁(ci)感應(ying)強度(du)大于(yu)圓形(xing)管道(dao)的磁(ci)感應(ying)強度(du)。若需(xu)要得(de)到相(xiang)同磁(ci)感應(ying)強度(du)B，采用(yong)矩形(xing)截面(mian)測量(liang)🥵管道(dao)的電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)所需(xu)勵磁(ci)電流(liu)較小(xiao)♋。在測(ce)量管(guan)道入(ru)口瞬(shun)時流(liu)量相(xiang)同、測(ce)量電(dian)極間(jian)距D相(xiang)同🐕時(shi)，爲得(de)到相(xiang)同大(da)小的(de)輸出(chu)電動(dong)勢信(xin)号采(cai)用㊙️矩(ju)形截(jie)面測(ce)量管(guan)的傳(chuan)感器(qi)所需(xu)💛勵磁(ci)電流(liu)較小(xiao)，比圓(yuan)形截(jie)面測(ce)量管(guan)道的(de)傳感(gan)器功(gong)耗低(di)💃。
2異徑(jing)測量(liang)管道(dao)流場(chang)仿真(zhen)
2.1仿真(zhen)模型(xing)建立(li)與仿(pang)真條(tiao)件設(she)置
　　使(shi)用SolidWorks軟(ruan)件生(sheng)成三(san)維模(mo)型，将(jiang)其導(dao)入FLUENT軟(ruan)件的(de)前處(chu)理💃程(cheng)序Gambit中(zhong)⚽對模(mo)型進(jin)行網(wang)格劃(hua)分，得(de)到模(mo)型如(ru)圖1所(suo)示。測(ce)量管(guan)道由(you)大口(kou)徑50mm圓(yuan)管縮(suo)徑爲(wei)小口(kou)徑寬(kuan)38mm，高20mm的(de)矩形(xing)管道(dao)，矩形(xing)截㊙️面(mian)部分(fen)長度(du)爲80mm。入(ru)口邊(bian)⛹🏻‍♀️界設(she)定爲(wei)速度(du)入口(kou)，出口(kou)邊界(jie)設置(zhi)爲充(chong)分‼️發(fa)展流(liu)，其👈他(ta)所有(you)面爲(wei)壁面(mian)邊界(jie)。

　　FLUENT中(zhong)的工(gong)作條(tiao)件設(she)置爲(wei):模型(xing)求解(jie)方法(fa)選擇(ze)非耦(ou)合求(qiu)解方(fang)法;定(ding)義流(liu)體物(wu)理性(xing)質爲(wei)水;選(xuan)用k－ε湍(tuan)流模(mo)型，初(chu)始流(liu)速0.1m/s和(he)5m/s，水力(li)直徑(jing)50mm，湍流(liu)強度(du)分别(bie)爲5.5%和(he)3.38%。
2.2仿真(zhen)結果(guo)
(1)異徑(jing)管道(dao)流場(chang)分布(bu)
　　對入(ru)口處(chu)爲直(zhi)徑50mm圓(yuan)形截(jie)面逐(zhu)漸收(shou)縮爲(wei)矩形(xing)橫截(jie)面💛的(de)異徑(jing)管☀️道(dao)，在矩(ju)形截(jie)面部(bu)分長(zhang)度80mm，寬(kuan)度38mm，高(gao)度20mm，管(guan)🔞道總(zong)長200mm的(de)條件(jian)下采(cai)用FLUENT軟(ruan)件進(jin)行流(liu)場仿(pang)真，管(guan)道初(chu)始流(liu)速分(fen)别爲(wei)0.1m/s低流(liu)速和(he)5m/s最大(da)流速(su)。其壓(ya)損和(he)中心(xin)截面(mian)平均(jun)速度(du)如表(biao)1所示(shi)。

　　從表(biao)1可知(zhi)，入口(kou)流速(su)爲0.1m/s時(shi)管道(dao)收縮(suo)段的(de)流速(su)增加(jia)到入(ru)口✌️流(liu)速🎯的(de)2.58倍，提(ti)高了(le)測量(liang)靈敏(min)度。入(ru)口流(liu)速5m/s時(shi)🔞，其壓(ya)力損(sun)失符(fu)合冷(leng)水水(shui)表的(de)檢定(ding)規程(cheng)，即額(e)定工(gong)作條(tiao)件下(xia)的最(zui)大壓(ya)力損(sun)失應(ying)不超(chao)0.063MPa。收縮(suo)段流(liu)速也(ye)✏️增加(jia)爲入(ru)口流(liu)速的(de)2.58倍，即(ji)12.9m/s，仍在(zai)🏃🏻‍♂️傳統(tong)電磁(ci)㊙️流量(liang)計的(de)測量(liang)範圍(wei)内。更(geng)大的(de)入口(kou)流速(su)可能(neng)使收(shou)縮段(duan)流速(su)超出(chu)測量(liang)範🏃‍♂️圍(wei)，因此(ci)應根(gen)據使(shi)用條(tiao)件合(he)理設(she)計管(guan)道尺(chi)寸。
　　圖(tu)2、圖3(其(qi)中X、Y軸(zhou)坐标(biao)單位(wei)均爲(wei)m;速度(du)單位(wei)爲m/s)和(he)圖4表(biao)明異(yi)㊙️徑♉測(ce)量⛹🏻‍♀️管(guan)内流(liu)場特(te)性穩(wen)定，設(she)計異(yi)徑管(guan)道電(dian)磁流(liu)量♌傳(chuan)感器(qi)是可(ke)行的(de)。



(2)異(yi)徑管(guan)道流(liu)場畸(ji)變
　　對(dui)入口(kou)處爲(wei)直徑(jing)50mm圓形(xing)截面(mian)逐漸(jian)收縮(suo)爲矩(ju)形橫(heng)截👄面(mian)的異(yi)徑管(guan)道，在(zai)矩形(xing)截面(mian)部分(fen)長度(du)80mm，寬度(du)20mm，高度(du)5mm，管道(dao)總長(zhang)度爲(wei)200mm的設(she)定條(tiao)件下(xia)采用(yong)FLUENT軟件(jian)進行(hang)流場(chang)仿真(zhen)，管道(dao)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻初始(shi)流速(su)0.1m/s。進出(chu)口壓(ya)力損(sun)失爲(wei)1903.801Pa，中心(xin)截面(mian)平均(jun)速度(du)爲2.453m/s，增(zeng)大爲(wei)入口(kou)流速(su)的24.5倍(bei)。根據(ju)圖♌5、圖(tu)6可知(zhi)，如果(guo)矩形(xing)截面(mian)部分(fen)的高(gao)度和(he)寬度(du)壓縮(suo)太大(da)會導(dao)緻🚶回(hui)流現(xian)象，同(tong)時進(jin)出口(kou)壓力(li)損失(shi)較大(da)，漸擴(kuo)管部(bu)分出(chu)現嚴(yan)重的(de)湍流(liu)現象(xiang)，流場(chang)變化(hua)較大(da)。


(3)異徑(jing)管道(dao)橫截(jie)面積(ji)收縮(suo)部分(fen)不同(tong)長度(du)的影(ying)響
　　對(dui)入口(kou)處爲(wei)直徑(jing)50mm圓形(xing)截面(mian)逐漸(jian)收縮(suo)爲矩(ju)形橫(heng)截面(mian)🏃🏻‍♂️的異(yi)♈徑管(guan)道，在(zai)矩形(xing)截面(mian)部分(fen)寬度(du)38mm，高度(du)20mm，長度(du)爲40mm～100mm以(yi)步長(zhang)10mm變化(hua)，管❓道(dao)總長(zhang)200mm的條(tiao)件下(xia)采用(yong)FLUENT軟件(jian)進行(hang)流場(chang)仿真(zhen)🐇。管道(dao)入口(kou)初始(shi)🥵流速(su)設定(ding)爲0.1m/s。仿(pang)真結(jie)果如(ru)表2所(suo)示。異(yi)徑管(guan)長度(du)方向(xiang)上的(de)壓🈚力(li)損失(shi)由沿(yan)程壓(ya)力🍓損(sun)失引(yin)起，差(cha)别較(jiao)小，中(zhong)心截(jie)面平(ping)均速(su)度基(ji)本保(bao)持不(bu)變。

(4)異(yi)徑管(guan)道橫(heng)截面(mian)積收(shou)縮部(bu)分不(bu)同寬(kuan)度的(de)影響(xiang)
　　對入(ru)口處(chu)爲直(zhi)徑50mm圓(yuan)形截(jie)面逐(zhu)漸收(shou)縮爲(wei)矩形(xing)橫截(jie)面的(de)異徑(jing)管道(dao)，在矩(ju)形截(jie)面部(bu)分長(zhang)度80mm，高(gao)度20mm，寬(kuan)度爲(wei)20mm～48mm以步(bu)長2mm變(bian)🈲化，管(guan)💋道總(zong)長200mm的(de)條件(jian)下采(cai)用FLUENT軟(ruan)件進(jin)行流(liu)場仿(pang)真。管(guan)道入(ru)口初(chu)始流(liu)速設(she)定爲(wei)0.1m/s。壓力(li)損失(shi)和中(zhong)心截(jie)面平(ping)均速(su)度分(fen)布如(ru)圖7所(suo)示。寬(kuan)度越(yue)小壓(ya)力損(sun)失越(yue)大，但(dan)中心(xin)截面(mian)平均(jun)速度(du)也越(yue)大，随(sui)着寬(kuan)度的(de)🈲減小(xiao)，壓力(li)損失(shi)和中(zhong)心截(jie)面平(ping)均速(su)度增(zeng)幅變(bian)大。

　　異(yi)徑管(guan)道橫(heng)截面(mian)積收(shou)縮部(bu)分寬(kuan)度和(he)長度(du)保持(chi)不變(bian)，高度(du)變📐化(hua)時的(de)情況(kuang)與此(ci)類似(si)。
2.3仿真(zhen)結論(lun)
　　通過(guo)對橫(heng)截面(mian)由圓(yuan)形收(shou)縮爲(wei)矩形(xing)的異(yi)徑測(ce)量管(guan)道進(jin)行流(liu)場仿(pang)真可(ke)知，縮(suo)徑矩(ju)形截(jie)面部(bu)分流(liu)速增(zeng)加且(qie)👉流速(su)在管(guan)道橫(heng)✍️截面(mian)上分(fen)布均(jun)勻，有(you)利于(yu)低流(liu)♻️速小(xiao)流量(liang)的精(jing)🔴确測(ce)量。矩(ju)形截(jie)面的(de)寬度(du)和高(gao)度對(dui)進出(chu)口壓(ya)力損(sun)失和(he)中心(xin)截面(mian)平均(jun)速度(du)✌️影響(xiang)較大(da)。異徑(jing)測量(liang)管感(gan)應電(dian)動勢(shi)與磁(ci)感應(ying)強度(du)B成正(zheng)比，與(yu)㊙️矩形(xing)橫截(jie)面💁的(de)高度(du)h成反(fan)比，在(zai)勵磁(ci)電流(liu)一定(ding)時高(gao)度h越(yue)小傳(chuan)感器(qi)靈敏(min)度越(yue)高。但(dan)當高(gao)度相(xiang)對于(yu)圓形(xing)🈲入口(kou)的通(tong)徑D收(shou)縮較(jiao)大時(shi)，漸擴(kuo)管中(zhong)會出(chu)現明(ming)顯的(de)湍流(liu)和空(kong)穴現(xian)象，因(yin)此收(shou)縮比(bi)例不(bu)能太(tai)大。除(chu)此之(zhi)外，收(shou)縮比(bi)例主(zhu)要受(shou)到最(zui)大壓(ya)損允(yun)許值(zhi)和最(zui)大瞬(shun)❌時流(liu)量的(de)限制(zhi)，還與(yu)測量(liang)管道(dao)材質(zhi)、測量(liang)電極(ji)形狀(zhuang)等因(yin)素有(you)關，管(guan)道尺(chi)寸的(de)具體(ti)數值(zhi)應在(zai)不顯(xian)著改(gai)變原(yuan)流場(chang)特性(xing)的前(qian)提下(xia)根據(ju)流量(liang)測量(liang)範圍(wei)和壓(ya)力損(sun)失要(yao)求等(deng)來決(jue)定。在(zai)被測(ce)介質(zhi)💋類型(xing)、最大(da)壓損(sun)、最大(da)瞬時(shi)流量(liang)、測量(liang)管道(dao)材質(zhi)🏃‍♂️、測量(liang)電極(ji)形狀(zhuang)尺寸(cun)等條(tiao)件确(que)定的(de)前提(ti)下，可(ke)通過(guo)數值(zhi)仿真(zhen)💋和樣(yang)機試(shi)驗相(xiang)結合(he)來優(you)化确(que)定收(shou)縮部(bu)分的(de)形狀(zhuang)尺寸(cun)。采用(yong)具有(you)局部(bu)收縮(suo)的矩(ju)☎️形截(jie)面的(de)測量(liang)管道(dao)可提(ti)高電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的勵(li)磁效(xiao)率和(he)靈敏(min)度，并(bing)💘且使(shi)電磁(ci)流量(liang)傳感(gan)器具(ju)有磁(ci)場均(jun)勻、與(yu)流速(su)分布(bu)無關(guan)、低功(gong)耗等(deng)優點(dian)。
3樣機(ji)和實(shi)驗結(jie)果
　　根(gen)據異(yi)徑測(ce)量管(guan)道流(liu)場仿(pang)真結(jie)果，制(zhi)做了(le)電磁(ci)流🔅量(liang)計原(yuan)🔆型樣(yang)機。測(ce)量管(guan)入口(kou)爲内(nei)徑50mm圓(yuan)管，收(shou)縮部(bu)分🌈截(jie)面爲(wei)高15mm、寬(kuan)45mm的矩(ju)形，測(ce)量管(guan)道總(zong)長度(du)200mm，收縮(suo)部分(fen)長度(du)50mm。以微(wei)🈲功耗(hao)單片(pian)機MSP430F449爲(wei)核心(xin)組成(cheng)測量(liang)電路(lu)，測量(liang)時✔️工(gong)作電(dian)流👄(不(bu)包含(han)勵磁(ci)電流(liu))小于(yu)10mA，靜态(tai)電流(liu)小于(yu)20μA。勵磁(ci)電流(liu)波形(xing)💜爲峰(feng)值50mA的(de)方波(bo)，每次(ci)測量(liang)👅正向(xiang)勵磁(ci)及反(fan)向勵(li)磁各(ge)50ms，每3s測(ce)量一(yi)次。樣(yang)機平(ping)均工(gong)作電(dian)流♊和(he)一年(nian)的能(neng)耗爲(wei):
I=［(50+10)×50］÷3000+0.02=1.02mA　　(8)
E=1.02×24×30×12=8812.8mAH　　(9)
　　樣機(ji)采用(yong)6節高(gao)能锂(li)電池(chi)供電(dian)，單節(jie)電池(chi)容量(liang)4800mAH或8500mAH，更(geng)換電(dian)池🈲後(hou)樣🔞機(ji)可連(lian)續工(gong)作三(san)年以(yi)上。
在(zai)流量(liang)标定(ding)裝置(zhi)上對(dui)原型(xing)樣機(ji)采用(yong)稱重(zhong)法進(jin)行🐆了(le)測✂️試(shi)，标定(ding)系統(tong)精度(du)爲0.1%，測(ce)量對(dui)象爲(wei)普通(tong)工業(ye)用水(shui)，設定(ding)流🏃‍♀️速(su)測量(liang)範🏃🏻圍(wei)0.1m/s～5m/s，實驗(yan)數據(ju)如表(biao)3所示(shi)。實驗(yan)數據(ju)表明(ming)，樣機(ji)精度(du)優于(yu)±0.5%，滿足(zu)設計(ji)要求(qiu)🍉。

4結論(lun)
　　采用(yong)橫截(jie)面局(ju)部收(shou)縮的(de)異徑(jing)測量(liang)管道(dao)可提(ti)高電(dian)磁流(liu)量傳(chuan)感器(qi)的勵(li)磁效(xiao)率和(he)靈敏(min)度，降(jiang)低電(dian)磁流(liu)量計(ji)的功(gong)耗。使(shi)用FLUENT軟(ruan)件對(dui)異徑(jing)測量(liang)管道(dao)進行(hang)了流(liu)場仿(pang)真💃🏻，得(de)到了(le)異徑(jing)測量(liang)管道(dao)設計(ji)的一(yi)般原(yuan)則。

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