Numerická analýza čidla indukčního měřiče průtoku

Bc. Petr POLÍVKA

Diplomová práce

Numerical Analysis of Induction Flowmeter Sensor

Anotace:

Tato diplomová práce se zabývá numerickou analýzou čidla indukčního měřiče průtoku v profesionálním MKP programu ANSYS Multiphysics. V práci je uveden postup při formulaci parametrického 3D modelu čidla v jazyce APDL, dále numerické výsledky pro stacionární magnetické pole, optimalizace magnetického obvodu a také posouzení výhodnosti různých konstrukčních variant čidla (zejména s ohledem na jejich energetickou náročnost, optimálního rozložení magnetického pole a úsporu mědi budicích cívek). Též jsou aplikovány základní poznatky z teorie indukčních průtokoměrů umožňující provést tzv. suchou kalibraci čidla, tj. vyhodnotit velikost indukovaného napětí na snímacích elektrodách, či citlivost čidla na různé rychlostní profily měřené kapaliny.

Abstract:

This master thesis is focused on three-dimensional numerical analysis of induction (electromagnetic) flowmeter sensor in professional FEM software ANSYS Multiphysics. The main part of the thesis includes parametric 3D model of sensor in APDL language, numerical results for stationary magnetic field, magnetic circuit optimization and also evaluation of different sensor configurations (in terms of energy consumption, the optimal distribution of magnetic field and the savings of copper). Furthermore, thesis presents methods for dry calibration of the sensor based on theoretical models combining multiple physical phenomena, i.e. methods to determine the voltage induced on sensing electrodes or sensor's sensitivity to different velocity profiles of measured liquid.

Klíčová slova

Ansys, APDL, indukční průtokoměr, indukované napětí, elektrostatické pole, laminární proudění, MKP, Matlab, magnetický obvod, magnetické pole, numerická analýza, Poissonova rovnice, průtok, sedlové cívky, skalární potenciál, váhová funkce, virtuální proud

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 11. 5. 2012

Zveřejnit od: 11. 5. 2012

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Jan Sedláček, Ph.D.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Fakulta elektrotechnická

Magisterský studijní program / obor:
Elektrotechnika a informatika / Elektroenergetika