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

1、電磁流量計權(quán)函數(shù)求解一直是電磁流量計研究領(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量的精度。權(quán)函數(shù)值是一個與被測介質(zhì)及其流型無關(guān)，僅與被測管道結(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稱分布時流量測量最基本的部分。
　　當(dāng)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(quán)函數(shù)相關(guān)的理論分析研究較少?；陔姶帕髁坑嫏?quán)函數(shù)的理論解析求解、數(shù)值仿真求解方面的研究，本文對于電極對處于平行于坐

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(shè)計電磁流量計勵磁線圈結(jié)構(gòu)和勵磁方式這兩方面進(jìn)行了研究，在COMSOL Multiphysics中建立Helmholtz仿真模型，對激勵的磁場進(jìn)行分析。為避免電磁流量計的變壓器效應(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(yīng)的每一個微元

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(jìn)行了設(shè)計，采用信號處理電路，對測量出來的感應(yīng)電壓信號進(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。基于過程控制系統(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(yīng)電壓信號之間是否有干擾，研究感應(yīng)電壓信號的可重復(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。使用高斯計測量出勵磁線圈間的磁場強(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(jìn)行處理，采用反求算法重建流速場，并把測量結(jié)果與傳統(tǒng)電磁流量計在同一流動條件下的測量結(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