當導電流體流過外加磁場時,在作切割磁力線運動．根據法拉第電磁感應定律,在流體中就會產生感應電動勢,且通過測量感應電動勢的值來獲取流體的速度和流量,這就是電磁流量計測量流量的基本原理．在一定的條件下由maxwell方程可得電磁流量計的感應電勢的表達方程：
式中:U2-U1是兩電極的電勢差;Ａ表示對所有空間積分;ｒ為流量計截面管半徑；矢量Ｖ是導電流體的流速;Ｂ是磁感應強度;Ｗ為矢量權重函數,它是一個只由電磁流量計本身結構決定的量．由流量計的感應電勢理論基礎可知,只要確定了流體的流速Ｖ、磁感應強度Ｂ.以及權重函數Ｗ,流量計管徑半徑,就可以求流量計的感應電勢差,在流量計感應電勢計算中,一般來說,電磁流量計內部磁場大小的獲取是較難的問題,傳統干標定法中需要進行的復雜的空間三維磁場的測量,工作量大．英國HTMP提出的渦電場測量法是通過檢測由磁場交變產生的渦電場強度獲取磁場信息,實現電磁流量計一次傳感器轉換系數的測量,無需測量有效區域內各點磁通量密度與體權重函數,但它只能模擬速度分布平坦的流場情況,無法對非理想流場情況下的電磁流量計進行標定；俄羅斯VELT提出的面權重函數法是按面權重函數等值線繞制的感應線圈與電磁流量計勵磁線圈的互感效應獲取磁場信息,實現電磁流量計一次傳感器轉換系數的測量,無需測量有效區域內各點磁通量密度,但它需要用干濕標定對比試驗進行修正,對比試驗工作量較大．本文方法結合電磁流量計管段以及勵磁線圈的幾何尺寸運用ANSYS電磁場仿真獲得流量計測量區域磁感應強度Ｂ的分布,同時運用MATLAB計算流量計的權重函數在測量管中的分布；利用FLUENT軟件對流體中不同流量下流體在傳感器管道內的速度分布進行仿真；最后完成電磁流量計感應電勢響應計算． |
