电容式非满管电磁流量计设计及其磁场优化

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1、国内图书分类号：TP216工学硕士学位论文电容式非满管电磁流量计设计及其磁场优化硕士研究生：胡艳艳导师：周封申请学位级别：工学硕士学科、专业：电力系统及其自动化所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2013年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex：：TP216≮2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringDesignandMagneticFieldOptimizationofCapacitively--coupledElectromagneticFlow—meterforPartia

2、llyFilledPipesCandidate：Supervisor：Hu场缈羽ZhouFengAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerSystemandAutomationDateofOralExamination：March，2013University：HarbinUniversityofScienceandTechnology㈣2⋯6㈣3哪3jjjj幔■■_m4㈣Z⋯⋯r哈尔滨理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《电容式非满管电磁流

3、量计设计及其磁场优化》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文研究工作做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：雠日期：矽J瞬弓月弓J日哈尔滨理工大学硕士学位论文使用授权书《电容式非满管电磁流量计设计及其磁场优化》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解哈尔滨理工大

4、学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅。本人授权哈尔滨理工大学可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密口。，在年解密后适用授权书。不保密、囱(请在以上相应方框内打／)作者签名：导师签名：揪，一7弋吲朝日期：2013年03月弓f曰日期：2013年03月≥／日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文电容式非满管电磁流量计设计及其磁场优化摘要电磁流量计以其独特的优点，广泛应用于工农业生产领域。但是，我国对于被测流体未充满管道时的体积流量测量，还没有成熟的测量技

5、术。因此，本文在阅读并钻研了大量国内外文献的基础上，对电磁流量计的部分关键技术进行了深入的研究。励磁磁场的均匀度是影响电磁流量计测量精度和对流态适应性的重要因素，合理有效的评价指标体系对磁场均匀度的确定有重要的影响。目前在电磁流量计的设计中，或者不考虑均匀度问题，或者采用粗略的评价方法，并未形成较为公认和统一的评价体系。本文建立了基于面积权重偏离度的评价指标体系，并与传统的评价指标进行对比分析；依据该评价体系，在传统电磁流量计传感器励磁结构的基础上进行了改进和优化，设计了更加符合磁场均匀度要求的励磁模型。采用ANSYS软件进行数值仿真研究，以标准差率

6、为衡量指标与传统的电磁流量计模型进行对比验证，结果表明建立的新模型对提高磁场均匀度有了很大改进。最后进一步对新模型的磁极探出长度做了优化仿真，找出了磁场均匀性最优的磁极探出长度。该研究为提高电磁流量计磁场均匀度提供了一种新的思路。为了消除流体流态及液位高度对非满管流量测量的影响，本文进一步提出了一种新的长条形电极非满管电磁流量传感器结构。该结构的测量管为方形管，使液体未充满管道时的非对称流转化为对称流，测量结果只与平均流速有关，而与流体的流动状态无关。在电磁流量传感器的衬里内侧安装了一对长条形电极，避免了测量管内流体的液位高度过低时，传统点电极或长弧

7、形电极检测不到流量信号的缺陷，使测量范围不再受检测电极高度的影响。采用流速和液位测量相结合的方法测量非满管流体的体积流量。详细分析了传感器的测量原理，并对电磁流量测量机构进行关键电路和软件流程图的设计分析。最后搭建了非满管电磁流量计实验样机，通过现场测试结果表明该方案是有效可行的。关键词电磁流量计；长条形电极；磁场评价指标；ANSYS；磁场优化哈尔滨理工大学工学硕士学位论文DesignandMagneticFieldOptimizationofCapacitively-coupledElectromagneticFlow—meterforPartia

8、llyFilledPipesAbstractElectromagneticflow-meteriswidel