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插入式电磁流量计结构设计

    插入式电磁流量计虽然也是将线圈和电极都纳入一个探头中,但是探头体积较大,以至于两个探头就可产生布满整个管道的磁场,(一般插入式电磁流量计往往只在电极周围产生一个局部磁场)。因此对于特大管径的电磁流量计来说,此种插入式和传统的管道式在成本和加工难易程度方面都改善不了多少,实际上这种插入式结构不适合特大口径的电磁流量计。因此将设计定位在一般性的(探头体积较小)、能够应用于特大口径的插入式结构。
    与管道式电磁流量计相比,插入式电磁流量计所产生磁场的线圈要小得多,插入式的难点之一在于探头内部的线圈怎样才能在电极周围产生均匀磁场。为达此目的,采取了以下措施:
(1)将线圈设计成扁平型,使得线圈形状与工作区形状达到大程度的吻合,同时可以减少探头的用材和重量。
(2)线圈内放置铁芯,线圈外围和顶上(非电极工作面一端)加上磁轭(紧贴线圈)来增强磁场。
(3)在保证强度的情况下,探头壳体的壁面尽量做薄,使得电线极工作面尽可能地和线圈接近。线圈电磁铁结构见图2,两工作电极置于线圈中。
插入式电磁流量计线圈结构
    用简化的圆柱型模来替代设计的扁平型进行磁场仿真,在两电极连线上的磁场强度曲线如图3所示,可见其磁场效果,不管是强度还是均匀度都比一般的螺线管要好很多。而实际的实验结果表明扁平型结构电磁铁所产生的磁场大约为圆柱型的2倍,而且在工作区域也有一定的均匀度。可见,该电磁铁的结构设计是能够满足要求的。
插入式电磁流量计简化模型仿真磁场强度示意图
    插入式电磁流量计的难点之二在于插入式的探头对管道中的流场有一定的影响,探头背部可能会产生扰动,从而影响测量的重复性[3]。
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