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電磁流量計(jì)構(gòu)造與磁場散布仿真

這幾年來，的內(nèi)部的磁場分部狀況備受研討人員的重視。這篇文章對這種電磁流量計(jì)內(nèi)部磁場敏感場進(jìn)行建模仿真，并在這種模型下，研討了在電磁流量計(jì)中添加有些磁導(dǎo)率不一樣的顆粒狀物質(zhì)時(shí)，電磁流量計(jì)內(nèi)部磁場散布狀況。
1 流量計(jì)構(gòu)造與磁場散布仿真
集流型電磁流量計(jì)是**用于石油井下丈量，其在流量計(jì)外殼內(nèi)鑲嵌有兩個(gè)發(fā)射磁極和兩個(gè)接收電極。因?yàn)樵陔姶艂鞲衅鞯撞垦b置有傘式集流器，當(dāng)流量計(jì)位于指定測點(diǎn)后，使集流器打開，以封堵套管和測井儀器之間流體的活動(dòng)通道，迫使流體悉數(shù)或絕大有些流經(jīng)電磁傳感器的丈量區(qū)域，并經(jīng)上出液口從頭流回井筒，井下集流式流量計(jì)截面構(gòu)造如圖1中（a）所示。
圖1 電磁流量計(jì)構(gòu)造示意圖集流型電磁流量計(jì)ANSYS仿真模型如圖1中（b）所示。圖中，電磁流量計(jì)內(nèi)部水平方向有兩個(gè)磁極，筆直方向有兩個(gè)電極；磁極由磁芯和線圈兩有些構(gòu)成，即在每個(gè)磁極磁芯的外側(cè)均包裹一層線圈，用來發(fā)生交變磁場。仿真時(shí)，傳感器磁極磁芯的長度為8mm、寬度為4mm，資料為導(dǎo)磁性鐵芯；磁芯外層包裹線圈的厚度為1mm，資料為銅絲；電極的長度和寬度均為4mm，資料為不銹鋼。螺線管線圈電流加載后，左面磁極外側(cè)為S極，內(nèi)側(cè)為N極；右邊磁極外側(cè)為N極，內(nèi)側(cè)為S極。
選用magsolv指令對上述外流式電磁流量計(jì)磁場散布疑問進(jìn)行靜態(tài)求解，得到磁感應(yīng)強(qiáng)度B散布和2D磁通線散布，別離如圖2中的（a）和（b）所示。能夠看出，在傳感器管道內(nèi)磁場散布較均勻，在接近磁極外表區(qū)域磁力線密集，表明該有些丈量靈敏度較高。為了更明晰的了解流量計(jì)內(nèi)部磁感應(yīng)場的散布狀況，樹立電磁流量計(jì)丈量區(qū)域的磁感應(yīng)強(qiáng)度散布場，如圖3所示，從仿真磁感應(yīng)散布圖中能夠明白的獲得各有些的磁感應(yīng)強(qiáng)度巨細(xì)。 2 管道內(nèi)含磁性物質(zhì)時(shí)電磁流量計(jì)磁場散布仿真
為了調(diào)查流體中含有的磁性物質(zhì)時(shí)，對電磁流量計(jì)磁場散布的影響，ANSYS仿真模型如圖4所示的模型。圖中，在傳感器管道丈量區(qū)域內(nèi)設(shè)置直徑磁性球體，并設(shè)定磁性球體的相對磁導(dǎo)率為：μ=10。對線圈施加載鼓勵(lì)電流，并選用esize指令對ANSYS模型進(jìn)行網(wǎng)格剖分，選用magsolv指令對該含磁性物質(zhì)時(shí)電磁流量計(jì)磁場散布疑問進(jìn)行靜態(tài)求解，得到了磁感應(yīng)強(qiáng)度B散布和2D磁通線散布，如圖5中（a）和（b）所示。
從圖5能夠看出，磁性物質(zhì)流經(jīng)傳感器管道丈量區(qū)域時(shí)，磁性物質(zhì)附近的磁場發(fā)生了改變，進(jìn)而影響丈量磁場的全體散布特性。也就是說，流體中的磁性物質(zhì)相同會對集流型電磁流量計(jì)的丈量形成影響。將仿真成果數(shù)值化顯現(xiàn)其散布圖如圖6所示，從仿真成果能夠看出，流體中含有磁物質(zhì)時(shí)，這有些磁感應(yīng)強(qiáng)度是增大的，是影響全部空間的磁感應(yīng)強(qiáng)度散布的。 3 結(jié)束語
集流型電磁流量計(jì)以一種特別構(gòu)造在油氣井丈量方面有**的使用，這篇文章對這種特別構(gòu)造的流量丈量計(jì)樹立仿真模型，使用有限元的辦法對集流式電磁流量計(jì)磁場的測定進(jìn)行了計(jì)算機(jī)試驗(yàn)仿真，為使用有限元辦法在電磁流量計(jì)的仿真辦法中磁場的仿真丈量及其構(gòu)造優(yōu)化奠定必定根底
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