2.1 應用背景

在實際工程應用中，電磁流量計管道中的被測液體不能保證總是處于滿管的狀態，液體的流速也不斷變化。傳統的流量計是按照始終保持滿管并且流速不變的前提計算流體流量，這對電磁流量計的測量精度有很大影響[12−13]。隨著管道中被測液體高度以及流速的變化，線圈兩端產生的感應電動勢會隨之改變[14]，這種變化是否是線性的需要分析，然后根據對應關系進行相應的線圈形狀的選擇。最近，電磁流量計的研究又出現了一些引人注目的新成果，如部分流管和錐形管內流量計[15−19]。

 

2.2 3 種線圈感應電動勢線性度分析

對于 3 種形狀的線圈，在用料相同，勵磁情況相同的情況下，分別仿真其在不同流速及不同液面高度的情況下的感應電動勢。以圓形線圈(254 匝)為基準，保證用料相同，馬鞍(200 匝)，菱形(238 匝)，勵磁電流為 1 A，線圈軸向長度 D 為 100 mm，管道口徑為 100 mm。流速范圍為0.6~2 m/s，液面高度為 10~100 mm。利用 comsol 進行仿真，對所得數據利用 matlab 進行繪制，結果分別如圖 2~4 所示。通過對仿真數據及 matlab 圖的分析可以看出：不同形狀的線圈感應電動勢與流速和液面高度不呈線性變化。在流速確定的條件下，對感應電動勢和液面高度的關系，以及在液面高度確定的條件下感應電動勢與流速的關系進行仿真分析，確定出不同條件下感應