[發明專利]一種高溫液態金屬流量在線標定裝置

有效

• 申請號: 201210209956.3
• 申請日: 2012-06-19
• 公開（公告）號: CN102721452A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 蔡軍;李勛鋒;陶毓伽;淮秀蘭;郭江峰
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01F25/00
• 分類號: G01F25/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發明屬于液態金屬流量測量領域，具體地涉及一種高溫液態金屬流量在線標定裝置。

本發明還涉及利用上述裝置進行在線標定的方法。

背景技術

液態鉛鉍合金(LBE，lead-bismuth?eutectic)憑借其良好的中子學性能、優良的抗輻照性能、傳熱性能和安全特性，已成為ADS(加速器驅動的次臨界反應堆系統)設計中散裂靶兼冷卻劑的首選材料，有關液態鉛鉍合金熱工水力特性的實驗研究越來越被人們所重視。為了使研究結果具有指導意義，實驗過程中需要將處于流動狀態的液態鉛鉍合金加熱到300℃以上，如此高溫度下液態鉛鉍合金的流量測量是一大難題。目前市場上銷售的液態金屬電磁流量計能夠承受的最高溫度為180℃，而超聲波流量計的最高耐受溫度也只有240℃左右，無法滿足測量要求。針對現有液態金屬流量計不能用于測量高溫液態金屬的問題，中國專利200910116768.4和201020592931.2分別提出了一種適合高溫液態金屬流量測量的永磁式液態金屬流量計。這種流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應定律，利用產生的感應電動勢與被測介質流量(流速)成正比的現象進行流量測量。雖然該流量計可用于高溫液態金屬的流量測量，但用戶在實際使用過程中需要先確定感應電動勢與被測介質流量之間具體的線性關系，也就是說在實際使用時，需要為實驗主回路配備在線流量標定裝置，對其流量進行標定。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高溫液態金屬流量在線標定裝置。

本發明的又一目的在于提供一種利用上述裝置進行在線標定的方法。

為實現上述目的，本發明提供的高溫液態金屬流量在線標定裝置，主要包括：

熔化罐1頂部分別通過管道連接真空泵5和氮氣鋼瓶8；熔化罐1側壁液面上部氣體空間通過管道與儲液罐2液面上部氣體空間連接；

儲液罐2底部通過管道與熔化罐1連接，該管道伸至熔化罐1的底部；

儲液罐底部高于熔化罐內液面高度；

儲液罐2頂部分別通過管道連接有真空泵5和第一壓力傳感器20；儲液罐側壁底部設有三通閥，該三通閥通過管道分別連接第二壓力傳感器21和液態金屬流量計3；

液態金屬流量計3通過管道連接一電磁泵4，電磁泵4出口設置兩路管道，一路管道與熔化罐上部氣體空間相連接，另一路管道通往主實驗回路；

壓力傳感器20、21和液態金屬流量計3均與計算機連接。

所述的高溫液態金屬流量在線標定裝置，其中，熔化罐1、儲液罐2以及所有管道的外壁均設有保溫加熱裝置。

所述的高溫液態金屬流量在線標定裝置，其中，熔化罐1和儲液罐2頂部分別通過管道連接有氣體安全閥10、13。

所述的高溫液態金屬流量在線標定裝置，其中，壓力傳感器20、21和液態金屬流量計3通過數據采集器與計算機連接。

本發明提供了利用上述高溫液態金屬流量在線標定裝置進行在線標定的方法：

1)將欲標定的金屬充入熔化罐1中，對在線標定裝置進行抽真空；

2)抽真空后，向在線標定裝置充入氮氣至在線標定裝置內部壓力略高于大氣壓；

3)啟動熔化罐1的保溫加熱裝置，將熔化罐1內的金屬完全熔化，同時啟動儲液罐2與所有管道外壁的保溫加熱裝置，維持溫度在金屬熔點上；

4)金屬完全熔化后，將熔化罐1內的液態金屬完全壓入儲液罐2中，記錄第一壓力傳感器20和第二壓力傳感器21的數值，兩者之差為儲液罐2內液態金屬液位高度；

5)保持熔化罐1和儲液罐2內氣體壓力相同，啟動電磁泵4，同時采集第一壓力傳感器20和第二壓力傳感器21的壓力信號以及液態金屬流量計3的感應電動勢信號，獲得各個時刻儲液罐2內液態金屬高度變化與感應電動勢的對應關系；

6)通過改變電磁泵4的電壓對多個流量點進行校核，完成液態金屬流量計的標定工作。

所述的在線標定方法，其中，步驟4中金屬完全熔化后將熔化罐1外壁面的加熱裝置調整至保溫狀態。

所述的在線標定方法，其中，第一壓力傳感器20和第二壓力傳感器21的數據由采集器和計算機實時采集和保存。

本發明提供的高溫液態金屬流量在線標定裝置，通過測量儲液罐上下壓差以及液態流量計產生的感應電動勢信號，可以完成液態流量計的在線標定。

附圖說明

圖1是本發明所述高溫液態金屬流量在線標定裝置示意圖。

具體實施方式