電磁流量計權函數(shù)的仿真與實驗系統(tǒng)設計.pdf

1、電磁流量計權函數(shù)求解一直是電磁流量計研究領域的研究熱點，權函數(shù)的求解直接影響到了流量測量的精度。權函數(shù)值是一個與被測介質及其流型無關，僅與被測管道結構和電極位置分布有關的量，權函數(shù)值的求解是研究單相流或多相流流體流速成不對稱分布時流量測量最基本的部分。
　　當電極對處于不垂直磁場方向的流動橫截面內(nèi)圓周上的任意位置時，權函數(shù)相關的理論分析研究較少。基于電磁流量計權函數(shù)的理論解析求解、數(shù)值仿真求解方面的研究，本文對于電極對處于平行于坐

2、標軸的圓周位置上的權函數(shù)的求解研究取得了積極的進展。
　　為了能夠確保Helmholtz勵磁線圈產(chǎn)生的磁場在流動區(qū)域均勻分布，本文在優(yōu)化設計電磁流量計勵磁線圈結構和勵磁方式這兩方面進行了研究，在COMSOL Multiphysics中建立Helmholtz仿真模型，對激勵的磁場進行分析。為避免電磁流量計的變壓器效應和電化學效應，本文采用三值方波作為勵磁方式。采用有限元分析法，對電磁流量計仿真模型求解，得到與電極對相對應的每一個微元

3、的權函數(shù)值，并與理論求解值比較，驗證權函數(shù)仿真求解與理論求解具有一致性，在此基礎上也驗證感應電壓信號直接仿真求取和理論求解具有一致性。
　　本文對測量管道、電極和勵磁線圈進行了設計，采用信號處理電路，對測量出來的感應電壓信號進行濾波放大處理，使用數(shù)據(jù)采集卡和LabVIEW SignalExpress軟件采集信號?；谶^程控制系統(tǒng)，建立電磁流量計流量測量系統(tǒng)，分析電極對間獲得的感應電壓信號之間是否有干擾，研究感應電壓信號的可重復性。

4、
　　在權函數(shù)實驗求解方面，本文將內(nèi)徑很小的細管置于測量管道內(nèi)當作流速微元，管道內(nèi)其他區(qū)域保持靜止。使用高斯計測量出勵磁線圈間的磁場強度，求解出權函數(shù)實驗值，并與權函數(shù)仿真值進行比較。此外，本文應用 Tikhonov正則化運算法則解決測量截面流速的反求這一不適定問題，采用 Matlab對采集到的信號進行處理，采用反求算法重建流速場，并把測量結果與傳統(tǒng)電磁流量計在同一流動條件下的測量結果進行比較，證明基于權函數(shù)進行流速剖面重構的合理