迈克尔·法拉第的实验表明,不论用什么方法,只要穿过闭合电路的
磁通量发生变化,闭合电路中就有电流产生。这种现象称为电磁感应现象,所产生的电流称为感应电流。
电路中感应
电动势的大小,跟穿过这一电路的磁通变化率成正比,这就是法拉第电磁感应定律。
他发现圆环磁体可以保证磁几乎毫无遗漏地贯穿整个磁体。此外,电磁铁的发明和改进也为制造强力磁体提供了条件。1824-1831年间,斯特金、亨利和莫尔先后对电磁铁作了重大改进,利用软铁芯获得了磁力很强的电磁体,
迈克尔·法拉第对此非常了解。在软铁环上缠绕线圈,通电后形成电磁铁,不但可以保证磁体的磁性强度,而且可以保证磁几乎毫无遗漏的贯穿整个电磁铁。
工业应用中,为了提高测量的准确度就要尽量增强励磁
磁场的强度以及磁场的均匀性,使得电极两端的感应
电动势增强。在同样的励磁条件以及线圈用料相同的情况下,可以绕制成多种形状的励磁线圈,通过比较产生的磁场均匀性以及磁场强度,可以选出适合的励磁线圈形状。
励磁线圈的形状常见的有圆形、
菱形和马鞍形3种。对相同用料下不同形状励磁线圈产生的磁场的强度以及均匀度进行仿真比较。
为保证用料相同,以圆形的周长为1m,按比例绕制马鞍形和菱形的线圈。将马鞍形、圆形和菱形线圈分别贴到管壁上,令线圈轴向长度与用料相同,且被测液体流速均为1m/s。其中,具体仿真参数设置如下:
和分别为整个磁场空间磁场强度最小值和最大值;为整个磁场空间磁场强度平均值;B(0,0,0)为点(0,0,0)处磁场强度;为z轴最大磁场强度;为z轴最小磁场强度;为平面内磁场强度平均值;为平面内磁场强度平均值。
圆形和马鞍形线圈产生的励磁磁场的磁通密度沿中轴线分布较均匀;马鞍形线产生的励磁磁场的圈磁通密度沿测量管轴方向分布较均匀;圆形线圈产生的励磁磁场的磁通密度在整个空间分布较均匀;而菱形线圈产生的励磁
磁场的磁通密度沿各个方向都最不均匀。
综上所述,圆形励磁线圈的励磁磁场均匀度较好。在条件相同情况下,计算利用圆形线圈励磁的
测量精度比传统的马鞍形线圈励磁的测量精度提高了10.3%。