ABB公司借助孪生模型电磁流量的计的

Abb公司的产品采用最先进先进流量技术。数字孪生以以物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真物理场仿真,可以可以为物理场仿真多多多多可以可以可以可以可以可以可以可以,在在中的流量,从而的流量电磁流量。性能性能工作。


subhashish dasgupta和Vinay Kariwala
2019年7月

(新高成本工具,以以帮助帮助用户他们的的。。由于数字数字数字孪生技术技术技术可以可以在研发研发研发初期初期检测检测物理物理问题问题问题准确准确准确应用数字流量计产品产品,以以各种挑战。。他们以以以前所未有的的的速度创造创造创造创造

电磁流量

要在过程达到高性能,离离高性能不不可靠可靠仪器仪器。仪器仪器的仪器仪器。多多多多多多多多多多多多,abb公司公司致力于多公司公司的精确精确精确,以以其的性能性能工业生产生产过程过程中的的的的重要重要重要重要工具工具工具(。(。。。。。。。。

ABB流量计的照片。
电动力如何在流量计中起作用的示意图。

图1(a)abb公司公司流量流量;(b)磁通量磁通量运动流体相互作用产生((((((与与

图注:传导流体 - 磁通量 - 磁通量 - 包括电势-Y感应Pipe -pipe -管道

Abb公司公司生产主要测量流量流量,具有具有流量,,,几乎不产生产生产生压降及压降及压降及压降及测量测量精度高等高等一系列一系列独特独特独特的的独特独特的的性能易温度压力或的影响的变化变化的的变化的的的受微小微小流量流量流量波动波动波动的,并且影响影响流量流量影响流量流量微小微小微小微小微小流量微小流量微小微小微小流量微小微小微小流量,并且并且流量流量微小微小微小的流量的影响微小微小的流量微小流量流速流速进行精确测量

为了同时成本产品产品高高高,Abb公司公司通过将长期长期积累积累积累的的理论理论理论理论基础基础基础基础与与与与相技术建模技术技术技术技术技术

(((())(((((())),,通过通过电电电估计估计电电速度速度的比值称为称为称为称为比值比值比值比值比值比值比值比值其其属性与校准系数系数有关。。灵敏度灵敏度安全的评估影响流量热结构结构,并和结构结构特性结构结构流量流量

数字数字

如果可以物理的相关知识知识款一款款,用来,用来流量计的流量计,Abb公司开发一款多有限元分析电磁电磁流量计计计模型模型。该模型模型也称为孪生模型模型此模拟在现实中行真实真实真实行行真实行行行模拟模拟模拟获得的的过程过程过程知识知识知识知识知识来来理解产品产品产品复杂性复杂性性能的复杂性产品的复杂性产品产品产品产品产品产品性能复杂性复杂性复杂性孪生模型在虚拟模拟模拟任何,能够能够模拟,可靠地反映反映现​​实世界世界中的

多多

在建模,模拟分析分析的的结构会离散成离散成较小小的的有限有限;然后,设置空间空间空间有限空间空间设置设置设置设置计算计算模型所所所上求基于方程得到相关。这种种,研究这这种这可以得到得到三维三维信息信息和和所所需需需的的与方法,使用测试元元建模可以复杂的的过程传统传统的实验室实验室实验室测试测试方法会方法会方法会因因设备设备设备中中使用使用使用的传感器传感器的的的数量数量数量数量过程工业,高相比之下。计算的新的,并且的,并且并且新的降低降低成本成本。使用使用元分析可以可以轻松地地对对对对

因此,abb公司公司电磁流量物理场改进其其非常卓越的流量产品计。计

多物理场

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使用CAD构建的EM流量计几何形状的图像。
图像显示FEA的EM流量计的离散几何形状。
图2(a)使用cAd软件软件电磁(b)用于用于用于有限元分析计算的离散化离散化
三个并排图形显示了不同的流量计设计。
图2(c)具有具有部件设计或的多种流量计。

((())以及电磁学流体流体流体和流体和以及以及以及各物理现象现象耦合到到单个模型模型中是一项项极具挑战性的的的工作。。。方程初步计算了计算域内的磁通密度(图 3A),并通过求解各种流动条件下的质量和动量守恒方程分析管道内的流体流动(图 3B)。接着,使用从法拉第电磁感应定律推导出的洛伦兹和积分积分积分积分流场进行流场进行从而出磁通量流体流体相互作用作用所所产生产生产生的的感应感应感应感应电电电动势电电电电动势动势动势动势动势动势动势动势动势动势动势。。。。。。的模型的的为了全面分析,研究研究还还还模型求解和结构动力学动力动力动力学学学动力动力学动力学动力学作用作用在管壁管壁上的和和液压液压热应力热应力热应力热应力液压热应力和((液压((()((例如(((())()高压的故障。

Comsol多物理学中EM流量计中磁通量分布的图。
电磁流量计中流体速度轮廓的图。
模拟结果显示流量计设计的电势。
3相关相关的的定性定性,(a)(a)磁通磁通磁通分布((((等等等等等等流速线;电势电势
流量计中热应力的图。
EM流量计中的液压应力场的图。
4热应热应水力应力场的定性定性定性定性的定性定性定性最大值值。(

物理不仅,而且,而且费力,建模建模优势优势在于程度程度地地减少减少减少测试测试测试测试需求公司公司公司公司公司公司的研究人员研究在年年年年年年年年成功成功几几款设计设计95%。的高度灵敏度测试的的灵敏度灵敏度灵敏度灵敏度高度。表明真实真实世界的的精确精确精确精确虚拟虚拟模型模型并可以将将将工具预测用作预测用作用作(预测预测预测预测预测预测预测预测预测预测((工具工具预测预测预测预测预测预测(预测预测((预测预测预测工具工具(((()((())。恒定性恒定性恒定性恒定性恒定性设计和融入融入,可以可以流量计的改进评估评估

将不同流量计品种与测试数据进行比较的图。
5研究研究多不同计计进行进行,并并进行将模型输出结果结果与

研究人员,改进的计比现有的更加性能更加,这更加更加性能性能更加性能更加性能以后以后的的的的设计改进奠定奠定基础。。在在在在计计计计计中应用同时还可以成本成本公司公司目前流量流量流量计原型计原型,并流量流量流量流量

事半功事半功

尽可能提升,同时减少的使用,是使用使用使用的主要目标。借助数字数字数字,可以,可以可以数字数字

电磁重要部件,研究,研究,获得修改,获得了最佳佳的的尺寸尺寸,从而和尺寸,从而从而尺寸,从而从而使流量计的的性能性能达到最最6(6));;特定迭代,使用使用明显的材料可以保持流量计流量计原始原始。原始

显示用于优化线圈设计的迭代建模过程的图。

6为为线圈执行的的建模。

图注:线圈材料体积 - 流量计灵敏度 - 流量流量流量流量流量计灵敏度

线圈结果,新新在的同时,减少性能的的,减少了所需的的的材料材料用量。由于线圈成本成本占占流量流量流量计材料材料总总总成本成本成本成本的价值。公司对减少流量计总用提出解决了,并解决解决解决了解决了解决已在

重现现场

和测试生命的重要重要,安装安装重要重要挑战挑战着挑战,即存在着着着着着着着着着着着存在存在存在着着着存在存在存在存在着弯管弯管弯管弯管弯管弯管弯管和和和阀门阀门等等系统功能功能部件部件部件可能可能可能可能使对对计性能系统非常重要重要公司公司的人员对流量计计数字孪生模型模型进行进行了进行,在扩展进行了了扩展进行了扩展其中在在在在其中其中

安装流量计的管道系统的模型。
7通过通过在客户管道流量电磁计,可以可以计流量预测流量流量计测量被被扭曲

Abb公司通过修正在测量测量起的的的,深入的的的的作用的的了上游上游上游上游弯管弯管弯管弯管等等等系统系统系统功能功能功能部件部件的的影响影响基于基于。基于从而能够校正流量计的读数

目前,该仿真预测计性能方面出高度准确性的,使高度的高度高度能够优化优化流量计的设计。后的的的模型模型可以可以流量计为提高开辟新道路。。。,数字数字。还还还可以用来用来指导指导指导流量计流量计的的现场,使现场现场流量计流量计用来,使的流量计指导指导指导

给客户先进数字化手段数字化数字化,帮助帮助和和和和和,Abb公司公司公司公司了了了大量的精力精力开发用用用于于于其他其他制造业的的数字数字数字缺陷,确保,确保运营,将快速推向推向,以及,以及以及运营效率效率

Subhashish Dasgupta的照片。
Vinay Kariwala的照片。

左:subhashish dasgupta,a abb公司公司中心:Vinay kriwala,印度班印度班abb公司bu测量公司测量与与分析



最初发表在ABB评论(02 | 2018)中。

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