[發明專利]一種金屬內壁溫測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201510824502.0
• 申請日: 2015-11-24
• 公開（公告）號: CN106768467B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 劉妍;陳銀強;李序東;王先元
• 申請（專利權）人: 核動力運行研究所;中核武漢核電運行技術股份有限公司
• 主分類號: G01K11/32
• 分類號: G01K11/32;G01K1/14
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 李東斌

本發明涉及金屬內溫度測量技術領域，具體公開了一種金屬內壁溫測量裝置及方法。該裝置中被測量金屬樣件包括被測金屬樣件前段和被測金屬樣件后段，且兩者通過活套螺紋相固定連接，并通過被測金屬樣件前段和被測金屬樣件后段之間設置的平面密封墊片進行密封；在被測金屬樣件前段右側端面上開有測溫槽，在被測金屬樣件前段沿軸線方向的管壁上開孔，且開孔在沿軸線不同長度或者不同角度引出，使位于測溫槽中的光纖溫度傳感器從被測金屬樣件前段軸向方向的開孔引出，且光纖溫度傳感器經激光焊與光纖傳感器的連接頭相連接。該裝置及方法，能夠測量沿金屬厚度方向的壁溫，提高金屬壁溫測量的可達性、精準性以及金屬壁溫測量的快速響應能力。

技術領域

本發明屬于金屬內溫度測量技術領域，具體涉及一種新型金屬內壁溫測量裝置及方法。

背景技術

當前，金屬壁溫測量的主要方法是利用貼片熱電阻或者熱電偶進行金屬內壁或者外壁的溫度測量，金屬厚度方向的溫度基本依據計算獲得，也有采用鉆孔的方式，沿著厚度方向布置熱電偶進行測溫，但是該方法受鉆孔深度的不確定以及熱電偶測溫接觸點的不確定帶來一定的測量偏差，難以為金屬熱疲勞分析提供準確數據。

并且，熱電偶傳感器占有一定的空間，對于較薄的金屬很難進行測量或者很難進行多層測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型金屬內壁溫測量裝置及方法，其可以克服鉆孔測量的不確定性，滿足對于金屬厚度多層測溫的要求。

本發明的技術方案如下：一種新型金屬內壁溫測量裝置，該裝置包括光纖溫度傳感器以及被測量金屬樣件，其中，被測量金屬樣件包括被測金屬樣件前段和被測金屬樣件后段，且兩者通過活套螺紋相固定連接，并通過被測金屬樣件前段和被測金屬樣件后段之間設置的平面密封墊片進行密封；在被測金屬樣件前段右側端面上開有測溫槽，在被測金屬樣件前段沿軸線方向的管壁上開孔，且開孔在沿軸線不同長度或者不同角度引出，使位于測溫槽中的光纖溫度傳感器從被測金屬樣件前段軸向方向的開孔引出，且光纖溫度傳感器經激光焊與光纖傳感器的連接頭相連接。

所述的被測金屬樣件前段軸向方向中的開孔中設有毛細管，光纖溫度傳感器從毛細管引出。

所述的測溫槽為不同半徑的同心圓，并在每個同心圓敷設一根多測點的光纖溫度傳感器。

所述的測溫槽為阿基米德螺旋性敷設槽，在阿基米德螺旋性敷設槽設置單根或多根光纖溫度傳感器。

所述的被測金屬樣件前段厚度方向的槽面與軸向方向的孔面相交處光滑且無毛刺。

所述的被測金屬樣件前段與平面密封墊片之間填充有與管道材質一致的金屬粉末，用于固定光纖，但不改變傳熱性能。

一種新型金屬內壁溫測量方法，該方法具體包括如下步驟：

步驟1、將被測金屬樣件制成兩段，并通過活套螺紋進行固定連接；

步驟2、在被測金屬樣件段的端面上設置測溫槽；

步驟3、在被測金屬樣件中設置光纖溫度傳感器，以實現對被測金屬樣件厚度方向的溫度測量。

將被測金屬樣件分成被測金屬樣件前段和被測金屬樣件后段，前兩者之間設置有平面密封墊片，并通過同樣材質的活套螺紋進行密封固定連接。

在被測金屬樣件前段中與被測金屬樣件后段相接觸的端面上開有同心圓槽或者阿基米德螺旋槽。

所述的步驟3的具體步驟為：在被測金屬樣件的測溫槽中敷設光纖溫度傳感器，在被測金屬樣件內埋置有毛細管，且毛細管沿軸向不同長度或著不同角度處引出，使敷設在測溫槽中的光纖溫度傳感器從毛細管引出，使光纖溫度傳感器經激光焊與光纖傳感器的連接頭相連，并在毛細管引出處與被測金屬樣件的外壁焊接固定；利用埋入被測金屬內的光纖溫度傳感器，實現對沿金屬厚度方向的壁溫測量。