2.1 应用背景

在实际工程应用中，电磁流量计管道中的被测液体不能保证总是处于满管的状态，液体的流速也不断变化。传统的流量计是按照始终保持满管并且流速不变的前提计算流体流量，这对电磁流量计的测量精度有很大影响[12−13]。随着管道中被测液体高度以及流速的变化，线圈两端产生的感应电动势会随之改变[14]，这种变化是否是线性的需要分析，然后根据对应关系进行相应的线圈形状的选择。最近，电磁流量计的研究又出现了一些引人注目的新成果，如部分流管和锥形管内流量计[15−19]。

 

2.2 3 种线圈感应电动势线性度分析

对于 3 种形状的线圈，在用料相同，励磁情况相同的情况下，分别仿真其在不同流速及不同液面高度的情况下的感应电动势。以圆形线圈(254 匝)为基准，保证用料相同，马鞍(200 匝)，菱形(238 匝)，励磁电流为 1 A，线圈轴向长度 D 为 100 mm，管道口径为 100 mm。流速范围为0.6~2 m/s，液面高度为 10~100 mm。利用 comsol 进行仿真，对所得数据利用 matlab 进行绘制，结果分别如图 2~4 所示。通过对仿真数据及 matlab 图的分析可以看出：不同形状的线圈感应电动势与流速和液面高度不呈线性变化。在流速确定的条件下，对感应电动势和液面高度的关系，以及在液面高度确定的条件下感应电动势与流速的关系进行仿真分析，确定出不同条件下感应