電磁流量計(jì)中矩形與鞍狀線圈感應(yīng)磁場(chǎng)優(yōu)化?
發(fā)布時(shí)間：2022-10-26 10:43:11
1.矩形線圈感應(yīng)磁場(chǎng)的仿真及優(yōu)化
對(duì)于電磁流量計(jì)中的矩形線圈,將所考慮橫截面區(qū)域劃分成41x41個(gè)網(wǎng)格,令矩形線圈的寬為6cm,等于管道內(nèi)徑2R。每個(gè)勵(lì)磁線圈的匝數(shù)為6,厚度為2cm,2個(gè)線圈之間的距離為6cm,緊貼測(cè)量管壁，線圈中電流強(qiáng)度為10mA。首先令矩形線圈軸向長(zhǎng)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€圈在測(cè)量管橫截面上的感應(yīng)磁場(chǎng)分布情況，如表1所示。
由表1可知，當(dāng)矩形線圈的軸向長(zhǎng)度為4.4R時(shí),D2達(dá)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(yīng)強(qiáng)度分布更為均勻。此時(shí)矩形線圈在測(cè)量管內(nèi)電極橫截面上的感應(yīng)磁場(chǎng)分布情況如圖1所示,圖中的點(diǎn)為勵(lì)磁線圈與電極橫截面的交點(diǎn)。
2鞍狀線圈磁場(chǎng)的仿真及優(yōu)化
對(duì)于電磁流量計(jì)中的鞍狀線圈,把電極橫截面區(qū)域劃分成41x41個(gè)網(wǎng)格,鞍狀線圈的軸向長(zhǎng)度為6cm。每個(gè)勵(lì)磁線圈的匝數(shù)為6,厚度為2cm,線圈緊貼測(cè)量管壁,線圈中電流強(qiáng)度為10mA。首先令線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°。鞍狀線圈在電極橫截面上的感應(yīng)磁場(chǎng)分布情況,如表2所示。
由表2可知，當(dāng)鞍狀線圈圓弧段的弧度為154°時(shí),D2達(dá)到最小值,D、取值0.9744,同時(shí)感應(yīng)磁場(chǎng)方向指標(biāo)θ。為0.0954,與最小值0.0911相差不大，綜合考慮選鞍狀線圈圓弧段的最優(yōu)弧度為154°。
取鞍狀線圈圓弧段的弧度為154°,首先取線圈的軸向長(zhǎng)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€圈在電極橫截面上的感應(yīng)磁場(chǎng)分布情況,如表3所示。
由表3可知,當(dāng)鞍狀線圈的軸向長(zhǎng)度為1.4R時(shí),D2達(dá)到最小,D1取值0.8369,磁場(chǎng)方向指標(biāo)θ0取值0.1252。表明鞍狀線圈軸向長(zhǎng)度為1.4R、圓弧段的弧度為154°時(shí),其感應(yīng)磁場(chǎng)分布更為均勻。此時(shí)鞍狀線圈在測(cè)量管內(nèi)電極橫截面上的磁場(chǎng)分布情況如圖2所示。
