在電磁流量計使用過程中,由于各種環境因素的影響,有時儀器并不一定處于管道中心位置,而會偏離中心一定的距離。此時線圈激勵產生的磁場在管道內的分布情況也將發生變化,圖2-14 為儀器在管道中向右偏心1mm、2mm、3mm、4mm時磁通線的分布。
由圖可知,當電磁流量計偏離中心位置時,磁通線的分布也發生了變化。原來磁通線在管道中是對稱分布的,儀器偏心后則不再保持對稱性質。隨著儀器向右偏移,在儀器與管道之間的環形空間內,右邊磁通線分布更為密集,而左邊則分布較為稀疏。并且隨著儀器向右偏心的距離的增大,這種變化更為明顯。
因此,井下四電極電磁流量計用于測量時,儀器是否位于管道中心位置是應該考慮的一個問題。因為只要儀器發生偏心,在管道中的激勵磁場分布就會發生變化,流體切割磁力線時產生的感應電勢也會隨之變化,導致測量結果偏離實際情況。
另外,在測量管道中,由于長時間注入水或聚合物,也會產生一些沉積物、懸浮鐵屑物等雜質,它們可能具有導磁作用,對儀器產生的磁場產生影響,進而對測量結果也可能造成影響。所以,有必要對不同磁導率,不同尺寸的鐵屑物存在情況下的磁場分布進行考察。
在環形空間放置鐵屑物,建立磁場分析模型,如圖2-15 所示,圖中三個橙色小球即為鐵屑物。圖2-16 為該模型的剖分圖。
為了較大范圍的考察鐵屑物對測量的影響,選取鐵屑物的半徑r=0.5mm,1mm, 1.5mm, 2mm, 2.5mm, 3mm, 磁導率μ 從1~15 變化,計算各種情況下的磁場分布。本文只給出r=2mm 時各種磁導率情況下的變化規律,如圖2-17 所示。其他尺寸情況類似。
從圖 2-17,我們可以看到,隨著鐵屑物磁導率的增大,鐵屑物的導磁作用增大,使得其附近的磁場也發生了變化。但是,這種變化是微小的,這從磁導率由1 變化到15 而磁通線分布差異不大可以看得出來。只有在最靠近鐵屑物的地方磁通線才有一點變形,其他位置磁通線分布幾乎沒有受到影響。所以,當管中存在鐵屑物時,對儀器的測量結果影響不大。
綜上所述,當儀器本身位置存在偏心時,會對電磁流量計的測量結果產生較大的影響。一般情況下,在儀器的上下兩端都裝有扶正器,保證儀器位于管道中心位置,可以基本消除偏心產生的影響。而對于流體中的鐵屑物,由于其大小和屬性對測量沒有太大的影響,也基本可以忽略。因此,我們可以得出結論:井下四電極流量計在測量流量時,其本身的磁場分布對測量結果影響不大,可以不予考慮。下一章將主要從流場分布的角度來對其測量特性進行研究。
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