電磁流量計(jì)權(quán)函數(shù)的仿真與實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、電磁流量計(jì)權(quán)函數(shù)求解一直是電磁流量計(jì)研究領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，權(quán)函數(shù)的求解直接影響到了流量測(cè)量的精度。權(quán)函數(shù)值是一個(gè)與被測(cè)介質(zhì)及其流型無(wú)關(guān)，僅與被測(cè)管道結(jié)構(gòu)和電極位置分布有關(guān)的量，權(quán)函數(shù)值的求解是研究單相流或多相流流體流速成不對(duì)稱分布時(shí)流量測(cè)量最基本的部分。
　　當(dāng)電極對(duì)處于不垂直磁場(chǎng)方向的流動(dòng)橫截面內(nèi)圓周上的任意位置時(shí)，權(quán)函數(shù)相關(guān)的理論分析研究較少?；陔姶帕髁坑?jì)權(quán)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(duì)于電極對(duì)處于平行于坐

2、標(biāo)軸的圓周位置上的權(quán)函數(shù)的求解研究取得了積極的進(jìn)展。
　　為了能夠確保Helmholtz勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)在流動(dòng)區(qū)域均勻分布，本文在優(yōu)化設(shè)計(jì)電磁流量計(jì)勵(lì)磁線圈結(jié)構(gòu)和勵(lì)磁方式這兩方面進(jìn)行了研究，在COMSOL Multiphysics中建立Helmholtz仿真模型，對(duì)激勵(lì)的磁場(chǎng)進(jìn)行分析。為避免電磁流量計(jì)的變壓器效應(yīng)和電化學(xué)效應(yīng)，本文采用三值方波作為勵(lì)磁方式。采用有限元分析法，對(duì)電磁流量計(jì)仿真模型求解，得到與電極對(duì)相對(duì)應(yīng)的每一個(gè)微元

3、的權(quán)函數(shù)值，并與理論求解值比較，驗(yàn)證權(quán)函數(shù)仿真求解與理論求解具有一致性，在此基礎(chǔ)上也驗(yàn)證感應(yīng)電壓信號(hào)直接仿真求取和理論求解具有一致性。
　　本文對(duì)測(cè)量管道、電極和勵(lì)磁線圈進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用信號(hào)處理電路，對(duì)測(cè)量出來(lái)的感應(yīng)電壓信號(hào)進(jìn)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(hào)?；谶^(guò)程控制系統(tǒng)，建立電磁流量計(jì)流量測(cè)量系統(tǒng)，分析電極對(duì)間獲得的感應(yīng)電壓信號(hào)之間是否有干擾，研究感應(yīng)電壓信號(hào)的可重復(fù)性。

4、
　　在權(quán)函數(shù)實(shí)驗(yàn)求解方面，本文將內(nèi)徑很小的細(xì)管置于測(cè)量管道內(nèi)當(dāng)作流速微元，管道內(nèi)其他區(qū)域保持靜止。使用高斯計(jì)測(cè)量出勵(lì)磁線圈間的磁場(chǎng)強(qiáng)度，求解出權(quán)函數(shù)實(shí)驗(yàn)值，并與權(quán)函數(shù)仿真值進(jìn)行比較。此外，本文應(yīng)用 Tikhonov正則化運(yùn)算法則解決測(cè)量截面流速的反求這一不適定問(wèn)題，采用 Matlab對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行處理，采用反求算法重建流速場(chǎng)，并把測(cè)量結(jié)果與傳統(tǒng)電磁流量計(jì)在同一流動(dòng)條件下的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，證明基于權(quán)函數(shù)進(jìn)行流速剖面重構(gòu)的合理