赵宇洋 万东瑜 姚健 吴学礼

摘 要：为了实现对人体血液流量测量及流速分布的监测，基于多电极电磁测量设计了血液流速仪，通过测量皮肤表面的感应电动势，实现对动、静脉血液流速的测量。首先，模仿人体肢体结构，包括皮肤、脂肪、骨骼、肌肉、动脉和静脉的尺寸和相对位置，建立COMSOL仿真模型。然后，以赫姆霍兹线圈、C型铁芯线圈为基础，仿真研究了多种励磁结构和励磁方式在肢体测量截面处激励的电磁感应强度分布，提出了励磁线圈的优化设计方案，最后，对不同结构、不同激励方式的励磁系统进行了优化对比。结果表明，两对正交布置并且采用同向激励电流的赫姆霍兹线圈磁场呈中心对称，磁场强度和均匀性均优于其他励磁系统，能够有效增强感应电动势数值，更适用于非轴对称流的多电极电磁测量。研究结果验证了励磁系统优化方案的可行性，以及其均匀性对于提高速度重构精度的积极作用。

关键词：多相流动;区域权函数;励磁系统;多电极电磁;血液流速仪

中图分类号：TP391.9 文献标志码：A

文章编号：1008-1542（2019）04-0333-11

电磁流量计广泛应用于工业领域，如电力、石油化工、材料加工等，其工作原理为运动的导电液体受到磁场作用产生洛伦兹力，电荷受力聚集在边界处形成电动势，通过测量感应电动势便可计算流体的速度和流量。随着对电磁流量计的深入研究，其测量精度不断提高，类型多种多样，应用范围越来越广。CUSHING[1]改善信号传输受到的零点漂移影响，增强了流量信号传输效率。……