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电磁水表具有测量范围宽、始动流量小、测量精度高、使用寿命长等优点,广泛地应用于城市的水务行业。电磁水表采用内置电池供电,因为低功耗的使用要求,励磁电流较小。当入口流量较小时,传感器的感应电动势信号十分微弱,测量精确度变差,甚至无法测量。目前国内外生产的电磁水表仍然存在最小流量下限数值较大,小流量测量精确度低的问题。所以,为了提高电磁水表小流量的测量性能,本文从电磁水表传感器的权函数、流场和磁路结构等方面分别进行研究分析。首先采用COMSOL软件,基于电场模拟法得到传感器内的权函数分布,并与理论权函数值进行对比,验证了权函数数值模型的可靠性。通过不同结构的仿真对比,确定矩形缩进式电磁水表的权函数分布最均匀,其感应电动势对流型分布的依赖性最低,有利于流量信号的精确测量。然后对矩形缩进式电磁水表的流场开展研究分析,采用Fluent软件计算矩形缩进式测量管道的压损。采用正交试验和多项式分步拟合法建立压损的数学模型。并根据常用流量和国标压损要求,得到较优的测量管道结构尺寸,加工样机进行实验。实验结果表明,压损仿真值与实验值误差小于±2.22%,验证了电磁水表测量管道结构设计方案的有效性。接着,基于优选测量管道,采用COMSOL软件建立感应电动势数值模型。以提高感应电动势强度为目标进行传感器的磁路结构优化。确定含有磁轭、磁轭-铁芯、磁轭-铁芯-极板这三款磁路的优化结构参数,并制作样机。实验结果表明,磁轭-铁芯-极板磁路结构的磁场仿真值与实测值误差小于±4.63%。三款磁路结构感应电动势的仿真值与实测值误差,分别为±3.14%,±9.74%和±8.95%。实验结果验证了矩形缩进式电磁水表磁路结构设计方案的有效性。最后,采用优化的矩形缩进式电磁水表测量管道,分别装配三种优选磁路结构,进行水流量标定实验。实验结果表明,入口流速在8.84~22.28mm/s时,含有磁轭以及含有磁轭-铁芯的磁路系统测量误差小于±2.51%。含有磁轭-铁芯-极板的磁路系统测量性能最好,测量误差小于±0.60%,远优于电磁水表I级表的测量精确度要求。