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电磁流量计磁场仿真研究  

2015-12-11 09:40:15|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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这几年来,电磁流量计的内部的磁场分部状况备受研讨人员的重视。这篇文章对这种电磁流量计内部磁场敏感场进行建模仿真,并在这种模型下,研讨了在电磁流量计中添加有些磁导率不一样的颗粒状物质时,电磁流量计内部磁场散布状况。
1 流量计构造与磁场散布仿真
集流型电磁流量计是广泛用于石油井下丈量,其在流量计外壳内镶嵌有两个发射磁极和两个接收电极。因为在电磁传感器底部装置有伞式集流器,当流量计位于指定测点后,使集流器打开,以封堵套管和测井仪器之间流体的活动通道,迫使流体悉数或绝大有些流经电磁传感器的丈量区域,并经上出液口从头流回井筒,井下集流式流量计截面构造如图1中(a)所示。

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图1 电磁流量计构造示意图

集流型电磁流量计ANSYS仿真模型如图1中(b)所示。图中,电磁流量计内部水平方向有两个磁极,笔直方向有两个电极;磁极由磁芯和线圈两有些构成,即在每个磁极磁芯的外侧均包裹一层线圈,用来发生交变磁场。仿真时,传感器磁极磁芯的长度为8mm、宽度为4mm,资料为导磁性铁芯;磁芯外层包裹线圈的厚度为1mm,资料为铜丝;电极的长度和宽度均为4mm,资料为不锈钢。螺线管线圈电流加载后,左面磁极外侧为S极,内侧为N极;右边磁极外侧为N极,内侧为S极。
选用magsolv指令对上述外流式电磁流量计磁场散布疑问进行静态求解,得到磁感应强度B散布和2D磁通线散布,别离如图2中的(a)和(b)所示。能够看出,在传感器管道内磁场散布较均匀,在接近磁极外表区域磁力线密集,表明该有些丈量灵敏度较高。为了更明晰的了解流量计内部磁感应场的散布状况,树立电磁流量计丈量区域的磁感应强度散布场,如图3所示,从仿真磁感应散布图中能够明白的获得各有些的磁感应强度巨细。

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2 管道内含磁性物质时电磁流量计磁场散布仿真
为了调查流体中含有的磁性物质时,对电磁流量计磁场散布的影响,ANSYS仿真模型如图4所示的模型。图中,在传感器管道丈量区域内设置直径磁性球体,并设定磁性球体的相对磁导率为:μ=10。

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对线圈施加载鼓励电流,并选用esize指令对ANSYS模型进行网格剖分,选用magsolv指令对该含磁性物质时电磁流量计磁场散布疑问进行静态求解,得到了磁感应强度B散布和2D磁通线散布,如图5中(a)和(b)所示。
从图5能够看出,磁性物质流经传感器管道丈量区域时,磁性物质附近的磁场发生了改变,进而影响丈量磁场的全体散布特性。也就是说,流体中的磁性物质相同会对集流型电磁流量计的丈量形成影响。将仿真成果数值化显现其散布图如图6所示,从仿真成果能够看出,流体中含有磁物质时,这有些磁感应强度是增大的,是影响全部空间的磁感应强度散布的。

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3 结束语
集流型电磁流量计以一种特别构造在油气井丈量方面有广泛的使用,这篇文章对这种特别构造的流量丈量计树立仿真模型,使用有限元的办法对集流式电磁流量计磁场的测定进行了计算机试验仿真,为使用有限元办法在电磁流量计的仿真办法中磁场的仿真丈量及其构造优化奠定必定根底。

更多信息请访问:电磁流量计 http://www.xk-sh.com

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