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電磁流量計中矩形與鞍狀線圈感應磁場優化?

發布時間：2022-10-26 10:43:11

1.矩形線圈感應磁場的仿真及優化
對于電磁流量計中的矩形線圈,將所考慮橫截面區域劃分成41x41個網格,令矩形線圈的寬為6cm,等于管道內徑2R。每個勵磁線圈的匝數為6,厚度為2cm,2個線圈之間的距離為6cm,緊貼測量管壁，線圈中電流強度為10mA。首先令矩形線圈軸向長度的范圍從R到8R,間隔為R;其次,在前面所確定最優尺寸4R附近，提高尺度分辨率,從3R到5R,間隔為0.2R。考查矩形線圈在測量管橫截面上的感應磁場分布情況，如表1所示。

由表1可知，當矩形線圈的軸向長度為4.4R時,D2達到最小,D取值0.8822與最小值0.8818相差不大,表明此時磁感應強度分布更為均勻。此時矩形線圈在測量管內電極橫截面上的感應磁場分布情況如圖1所示,圖中的點為勵磁線圈與電極橫截面的交點。
2鞍狀線圈磁場的仿真及優化
對于電磁流量計中的鞍狀線圈,把電極橫截面區域劃分成41x41個網格,鞍狀線圈的軸向長度為6cm。每個勵磁線圈的匝數為6,厚度為2cm,線圈緊貼測量管壁,線圈中電流強度為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磁場分布情況,如表2所示。

由表2可知，當鞍狀線圈圓弧段的弧度為154°時,D2達到最小值,D、取值0.9744,同時感應磁場方向指標θ。為0.0954,與最小值0.0911相差不大，綜合考慮選鞍狀線圈圓弧段的最優弧度為154°。
取鞍狀線圈圓弧段的弧度為154°,首先取線圈的軸向長度范圍R~6R,間隔為R;其次在最優尺寸2R附近,提高尺度分辨率,從R到3R，間隔為0.2R。考查鞍狀線圈在電極橫截面上的感應磁場分布情況,如表3所示。

由表3可知,當鞍狀線圈的軸向長度為1.4R時,D2達到最小,D1取值0.8369,磁場方向指標θ0取值0.1252。表明鞍狀線圈軸向長度為1.4R、圓弧段的弧度為154°時,其感應磁場分布更為均勻。此時鞍狀線圈在測量管內電極橫截面上的磁場分布情況如圖2所示。

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