插入式電磁流量計多電極的探討  一

傳統的單電極插入式電磁流量計由于自身傳感器會對流體流速分布產生影響，因此其測量精度一直無法提高。本文在回顧國內外關于插入式電磁流量計的研究概況的基礎上，針對插入式電磁流量計傳感器對流場分布產生的影響，及傳感器兩側的繞流現象，提出并研究了能對受影響流場進行測量分析的一種多電極插入式電磁流量計的傳感器組成結構，并實現了能對該方案進行驗證測試的多電極插入式電磁流量計實驗系統。

電磁流量計一般根據電極處的流速推算出整個管道的平均流速。由于傳感器的插入，插入式電磁流量計的流場比非插入式電磁流量計復雜得多，論文運用流體力學原理對插入式電磁流量計的流場進行了分析，并通過CFD仿真軟件觀察到了傳感器兩側的繞流現象。論文對國內外現有的插入式電磁流量計傳感器進行了分析研究，提出了由傳統底端電極和新的側面電極組成的可測量多點流速的傳感器結構，以獲得更多的流場信息。

本文根據多電極入式電磁流量計的勵磁系統以及信號處理系統的特點，以Cygnal公司的混合信號片上系統芯片C8051F020為中心構建了具有多條信號處理通道的硬件系統，以滿足多電極多通道信號處理要求，同時還設計了能與上位機進行數據通信的通信模塊，為今后的研究搭建了一個實驗平臺。整個系統的軟硬件設計。

最后，通過實驗證實了多電極傳感器新增電極上信號的大小與流速呈線性關系，能真實反映流速的變化情況；驗證了多電極傳感器對流場分布和繞流信號的可測性，為最終降低流場分布對傳感器測量的影響，以及提高插入式電磁流量計的精度提供了依據。

電磁流量計