電磁流量計中矩形與鞍狀線(xiàn)圈感應磁場(chǎng)優(yōu)化?
發(fā)布時(shí)間：2022-10-26 10:43:11
1.矩形線(xiàn)圈感應磁場(chǎng)的仿真及優(yōu)化
對于電磁流量計中的矩形線(xiàn)圈,將所考慮橫截面區域劃分成41x41個(gè)網(wǎng)格,令矩形線(xiàn)圈的寬為6cm,等于管道內徑2R。每個(gè)勵磁線(xiàn)圈的匝數為6,厚度為2cm,2個(gè)線(xiàn)圈之間的距離為6cm,緊貼測量管壁，線(xiàn)圈中電流強度為10mA。首先令矩形線(xiàn)圈軸向長(cháng)度的范圍從R到8R,間隔為R;其次,在前面所確定最優(yōu)尺寸4R附近，提高尺度分辨率,從3R到5R,間隔為0.2R?？疾榫匦尉€(xiàn)圈在測量管橫截面上的感應磁場(chǎng)分布情況，如表1所示。
由表1可知，當矩形線(xiàn)圈的軸向長(cháng)度為4.4R時(shí),D2達到最小,D取值0.8822與最小值0.8818相差不大,表明此時(shí)磁感應強度分布更為均勻。此時(shí)矩形線(xiàn)圈在測量管內電極橫截面上的感應磁場(chǎng)分布情況如圖1所示,圖中的點(diǎn)為勵磁線(xiàn)圈與電極橫截面的交點(diǎn)。
2鞍狀線(xiàn)圈磁場(chǎng)的仿真及優(yōu)化
對于電磁流量計中的鞍狀線(xiàn)圈,把電極橫截面區域劃分成41x41個(gè)網(wǎng)格,鞍狀線(xiàn)圈的軸向長(cháng)度為6cm。每個(gè)勵磁線(xiàn)圈的匝數為6,厚度為2cm,線(xiàn)圈緊貼測量管壁,線(xiàn)圈中電流強度為10mA。首先令線(xiàn)圈圓弧段的弧度范圍為90°~180°,間隔10°;其次,在前面確定最優(yōu)弧度160°附近，提高尺度分辨率,從150°到170°,間隔2°。鞍狀線(xiàn)圈在電極橫截面上的感應磁場(chǎng)分布情況,如表2所示。
由表2可知，當鞍狀線(xiàn)圈圓弧段的弧度為154°時(shí),D2達到最小值,D、取值0.9744,同時(shí)感應磁場(chǎng)方向指標θ。為0.0954,與最小值0.0911相差不大，綜合考慮選鞍狀線(xiàn)圈圓弧段的最優(yōu)弧度為154°。
取鞍狀線(xiàn)圈圓弧段的弧度為154°,首先取線(xiàn)圈的軸向長(cháng)度范圍R~6R,間隔為R;其次在最優(yōu)尺寸2R附近,提高尺度分辨率,從R到3R，間隔為0.2R?？疾榘盃罹€(xiàn)圈在電極橫截面上的感應磁場(chǎng)分布情況,如表3所示。
由表3可知,當鞍狀線(xiàn)圈的軸向長(cháng)度為1.4R時(shí),D2達到最小,D1取值0.8369,磁場(chǎng)方向指標θ0取值0.1252。表明鞍狀線(xiàn)圈軸向長(cháng)度為1.4R、圓弧段的弧度為154°時(shí),其感應磁場(chǎng)分布更為均勻。此時(shí)鞍狀線(xiàn)圈在測量管內電極橫截面上的磁場(chǎng)分布情況如圖2所示。
