電磁(ci)流量計 的(de)勵磁線圈(quan)在實際制(zhi)造中可能(neng)不對稱，尤(you)其在較大(da)的🛀電磁流(liu)量計傳感(gan)器制作過(guo)程中存在(zai)這個問♈題(ti)的可能性(xing)更大。但是(shi)，針對勵磁(ci)線圈可能(neng)存在的位(wei)置偏差情(qing)況🐪進行分(fen)析的文獻(xian)卻較少。運(yun)用有限元(yuan)軟件Ansys對✍️電(dian)磁流量🤞計(ji)勵磁線圈(quan)不對稱問(wen)題建立磁(ci)場仿真模(mo)型，并在模(mo)型🍉下進行(hang)數值仿真(zhen)分析勵磁(ci)線圈不對(dui)稱對電磁(ci)流量計測(ce)量區域磁(ci)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(hang)⛷️分析。
1磁場(chang)評價指标(biao)與電磁測(ce)量原理
　　電(dian)磁流量計(ji)的磁場評(ping)價指标做(zuo)了描述，主(zhu)要有樣本(ben)平🏃‍♂️均值、變(bian)異系數和(he)均勻區域(yu)面積。爲了(le)考察勵磁(ci)線🔴圈不對(dui)稱時電磁(ci)流量計測(ce)量信号的(de)變化，引入(ru)文獻［5］中的(de)磁場評價(jia)指标來♈分(fen)析勵磁線(xian)圈不對稱(cheng)［4，5］測量區域(yu)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(zai)測量區域(yu)中，中心點(dian)的磁場強(qiang)🔞度設🎯爲标(biao)準值B00，設定(ding)該區域中(zhong)的其他點(dian)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(jun)勻區域面(mian)積。
　　變異系(xi)數又稱“标(biao)準差率”，是(shi)衡量資料(liao)中各觀測(ce)值變異程(cheng)度的另一(yi)個統計量(liang)。标準變異(yi)系數是一(yi)組數據的(de)變異指标(biao)與㊙️其平👅均(jun)指标之比(bi)，爲相對變(bian)異指标，即(ji)CV=樣本标準(zhun)差s/樣本平(ping)均值`χ。
　　由Maxwell方(fang)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(zhi)(即兩電極(ji)的電勢差(cha))的表達式(shi):

式中
A———對所(suo)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(liang)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(ta)是一個隻(zhi)由電磁流(liu)量計本身(shen)結構決定(ding)的㊙️量。
可見(jian)，隻要确定(ding)了V、B、W和r，就可(ke)以求得流(liu)量計的感(gan)應電勢差(cha)。
2仿真模型(xing)與仿真實(shi)驗
2．1仿真模(mo)型
　　爲了考(kao)查電磁流(liu)量計傳感(gan)器中勵磁(ci)結構不對(dui)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(gou)Ansys仿真模型(xing)，Ansys仿真模型(xing)中隻對電(dian)磁流量計(ji)傳感器測(ce)量電極截(jie)面進行建(jian)模，兩個電(dian)極中心方(fang)向稱爲y軸(zhou)，過測量管(guan)道💃🏻中心垂(chui)直🐪y軸的爲(wei)x軸，x軸與y軸(zhou)構💋成直角(jiao)坐🥵标系，管(guan)道中心爲(wei)坐标原點(dian)o，線圈邊緣(yuan)與x軸的夾(jia)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(wei)置，磁芯與(yu)線圈構成(cheng)勵磁結構(gou);
3———電極及其(qi)固定器件(jian)位置;
4———測量(liang)管道(測量(liang)區域);
5———襯裏(li);
6、7———内徑壁與(yu)外徑壁
2．2仿(pang)真實驗
　　仿(pang)真實驗中(zhong)，設定電磁(ci)流量計左(zuo)邊的(x負軸(zhou)向)勵磁👨‍❤️‍👨結(jie)構不變，右(you)邊的(x正軸(zhou)向)的勵磁(ci)結構安裝(zhuang)角度a分别(bie)爲🈚偏置0、5、10、15°，仿(pang)真勵磁線(xian)圈不對稱(cheng)不同角度(du)情況下🚩對(dui)電磁流量(liang)計測量區(qu)域磁場強(qiang)度分布的(de)影響，結🎯果(guo)如圖2所示(shi)。
　　可以看出(chu)，當勵磁結(jie)構安置有(you)所偏置時(shi)，電磁流量(liang)計測量區(qu)域内部磁(ci)力線方向(xiang)發生變化(hua)，偏置角越(yue)大，磁力線(xian)🈲方向變化(hua)‼️越大。

　　圖3顯(xian)示了勵磁(ci)結構偏置(zhi)角度爲15°時(shi)測量區域(yu)的磁場分(fen)布☂️，爲節省(sheng)篇幅，其他(ta)仿真圖略(lue)去。可見，當(dang)勵磁結構(gou)的偏🏃置角(jiao)不同時，x軸(zhou)🏃‍♀️方向的磁(ci)感應強度(du)矢量值存(cun)在一定變(bian)化，但是無(wu)法給予數(shu)值上的分(fen)析結果，下(xia)面将用磁(ci)場評價指(zhi)标加🏃以分(fen)析。

3仿真結(jie)果分析
　　爲(wei)了詳實地(di)考查電磁(ci)流量計勵(li)磁結構偏(pian)置對流量(liang)計測量區(qu)🔞域中磁感(gan)應強度分(fen)布情況的(de)影響，運用(yong)第1節介紹(shao)的磁場🈲評(ping)價指标對(dui)勵磁結構(gou)不同偏置(zhi)角度📞下的(de)磁場進行(hang)分析。
　　圖4爲(wei)勵磁線圈(quan)偏置角不(bu)同時的磁(ci)場強度分(fen)析結果，可(ke)以💃看出，在(zai)勵磁結構(gou)偏置時，電(dian)磁流量計(ji)測量區域(yu)的平均磁(ci)場有一定(ding)變化，偏置(zhi)角度越大(da)，測量😍區域(yu)的平均磁(ci)📧場越小。圖(tu)5爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiao)不同時測(ce)量區✌️域變(bian)異系數的(de)分析結果(guo)，可以看出(chu)，勵磁結構(gou)偏置角度(du)越大，測量(liang)區域的磁(ci)場😘變異系(xi)數越大，即(ji)磁場強度(du)分布波動(dong)性越大。

　　圖6爲勵(li)磁線圈偏(pian)置角不同(tong)時磁場強(qiang)度在測量(liang)區域均✂️勻(yun)面積分析(xi)，可以看出(chu)，在勵磁結(jie)構偏置時(shi)，電磁流量(liang)計測量區(qu)域的磁場(chang)均勻區域(yu)存在變化(hua)，偏置角度(du)越大，測量(liang)區域的均(jun)勻區域越(yue)小，即測量(liang)區域測磁(ci)場均勻性(xing)越差。

　　圖(tu)7爲勵磁線(xian)圈偏置角(jiao)不同時電(dian)磁感應信(xin)号的分🥵析(xi)👅結果⭐，流量(liang)計瞬時感(gan)應信号是(shi)設定流體(ti)速度不變(bian)的情況下(xia)勵磁結構(gou)的偏置角(jiao)不同時進(jin)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(you)以上仿真(zhen)結果分析(xi):電磁流量(liang)計勵磁線(xian)圈存在偏(pian)置會造成(cheng)電磁流量(liang)計測量區(qu)域中磁場(chang)分布變化(hua)，進而給電(dian)磁流量計(ji)測量帶來(lai)一定的誤(wu)差。
4結束語(yu)
　　運用有限(xian)元軟件對(dui)電磁流量(liang)計勵磁結(jie)構存在偏(pian)🈲置進🐆行了(le)建模仿真(zhen)研究，通過(guo)模型分析(xi)了流量和(he)不同勵磁(ci)結構偏置(zhi)㊙️情況下，電(dian)磁流量計(ji)磁場分布(bu)情況以及(ji)對流量計(ji)電極兩端(duan)獲取感應(ying)信号大小(xiao)影響情況(kuang)的研究，進(jin)而獲得由(you)勵磁線圈(quan)不對稱引(yin)起的測量(liang)誤差。當然(ran)，目前電磁(ci)流量計出(chu)庫前會進(jin)行校準，但(dan)是在較大(da)測量管道(dao)的應用中(zhong)，實流校驗(yan)成本較大(da)，因此會🚶選(xuan)用幹标定(ding)等手段，這(zhe)一過程中(zhong)，勵🔴磁線圈(quan)的不對稱(cheng)會産生一(yi)定的測量(liang)誤差。

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