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電磁流量計構(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內(nèi)部磁場敏感場進行建模仿真，并在這種模型下，研討了在電磁流量計中添加有些磁導(dǎo)率不一樣的顆粒狀物質(zhì)時，電磁流量計內(nèi)部磁場散布狀況。
1 流量計構(gòu)造與磁場散布仿真
集流型電磁流量計是**用于石油井下丈量，其在流量計外殼內(nèi)鑲嵌有兩個發(fā)射磁極和兩個接收電極。因為在電磁傳感器底部裝置有傘式集流器，當(dāng)流量計位于指定測點后，使集流器打開，以封堵套管和測井儀器之間流體的活動通道，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，井下集流式流量計截面構(gòu)造如圖1中（a）所示。
圖1 電磁流量計構(gòu)造示意圖集流型電磁流量計ANSYS仿真模型如圖1中（b）所示。圖中，電磁流量計內(nèi)部水平方向有兩個磁極，筆直方向有兩個電極；磁極由磁芯和線圈兩有些構(gòu)成，即在每個磁極磁芯的外側(cè)均包裹一層線圈，用來發(fā)生交變磁場。仿真時，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磁場散布疑問進行靜態(tài)求解，得到磁感應(yīng)強度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內(nèi)部磁感應(yīng)場的散布狀況，樹立電磁流量計丈量區(qū)域的磁感應(yīng)強度散布場，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)強度巨細。 2 管道內(nèi)含磁性物質(zhì)時電磁流量計磁場散布仿真
為了調(diào)查流體中含有的磁性物質(zhì)時，對電磁流量計磁場散布的影響，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。對線圈施加載鼓勵電流，并選用esize指令對ANSYS模型進行網(wǎng)格剖分，選用magsolv指令對該含磁性物質(zhì)時電磁流量計磁場散布疑問進行靜態(tài)求解，得到了磁感應(yīng)強度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，磁性物質(zhì)附近的磁場發(fā)生了改變，進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，這有些磁感應(yīng)強度是增大的，是影響全部空間的磁感應(yīng)強度散布的。 3 結(jié)束語
集流型電磁流量計以一種特別構(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)造的流量丈量計樹立仿真模型，使用有限元的辦法對集流式電磁流量計磁場的測定進行了計算機試驗仿真，為使用有限元辦法在電磁流量計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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