[發明專利]低溫輸液管路漏熱量測試系統及測量方法

有效

• 申請號: 201810021302.5
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN110017919B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 謝秀娟;鄧筆財
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: G01K17/08
• 分類號: G01K17/08
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

一種低溫輸液管路漏熱量測試系統，包括：待測試低溫輸液管，設置在低溫制冷系統中的流量計、溫度傳感器和壓力計傳感器，溫度傳感器包括設置在第一測試點上的第一溫度傳感器和第二測試點上的第二溫度傳感器，壓力傳感器包括第一測試點上和第一壓力傳感器和第二測試點上的第二壓力傳感器，溫度傳感器上設有防護罩，防護罩固定在待測試低溫輸液管上，且防護罩外環設有輻射冷屏，防護罩與輻射冷屏之間留有間隙，輻射冷屏表面設有絕熱材料，根據流量計測得的質量流量、第一測試點的溫度和壓力及第二測試點的溫度和壓力獲得待測試低溫輸液管上的第一測試點和第二測試點之間的漏熱量。上述低溫輸液管路漏熱量測試系統及測量方法測量精確度較高。

技術領域

本發明屬于制冷及低溫工程領域，特別涉及一種低溫輸液管路漏熱量測試系統及測量方法。

背景技術

現今的工程應用領域，低溫液體的應用越來越廣泛，尤其應用在超導，航天和基礎物理應用領域。常用的低溫液體有液氦、液氫、液氧、液氮等；常用的傳輸低溫液體的方式有低溫儲罐，低溫管道等。低溫液體制取不易，液氦等汽化潛熱更低，如何有效的輸運低溫液體就需要性能優異的低溫輸液管路。如何測定評價低溫輸液管的絕熱保冷性能就尤為關鍵了。

在Kawano K等的文章“Design and Construction of Long Cryogenic PipingLines[C]//1997:493-496.”提出通過測試液氦傳輸管線外表面溫度的方式，利用室內對流換熱系數來計算得到液氦傳輸管線的漏熱量。這種方式較為簡便，只需測試外管壁面溫度、室內溫度和室內的對流換熱系數即可。但是，這種方式測試精度不高，2000:1395-1402.”提出了蒸發杜瓦儲罐內的氦蒸汽通過輸液管的方式，通過測量輸液管兩端的焓差，進而將氦蒸汽復溫通過流量計測試通過輸液管的氣體質量流量。這種方式需要將液氦傳輸管線從低溫系統中獨立出來，且未進行壓力的測試。

近年來，Dittmar N等的文章“Characterisation and optimisation offlexible transfer lines for liquid helium.Part I:Experimental results[J].Cryogenics,2016,79:53-62.”中提出了所謂的零流量傳輸的方式，增加一個杜瓦儲罐，通過調節閥門保證儲罐的液位保持不變，得到出口處的質量流量，進而根據焓差得到漏熱量。但是這種保證液位不變的方式實現比較困難，液氦的液面波動比較大。

發明內容

基于此，有必要提供一種測量精確度較高的低溫輸液管路漏熱量測試系統及測量方法。

一種低溫輸液管路漏熱量測試系統，包括：待測試低溫輸液管，設置在待測試低溫輸液管一端的低溫制冷系統中的流量計，設置在待測試低溫輸液管上的溫度傳感器和壓力計傳感器，所述溫度傳感器包括設置在第一測試點上的第一溫度傳感器和第二測試點上的第二溫度傳感器，所述壓力傳感器包括設置在第一測試點上和第一壓力傳感器和第二測試點上的第二壓力傳感器，所述溫度傳感器上設有防護罩，所述防護罩固定在待測試低溫輸液管上，且所述防護罩外環設有輻射冷屏，所述防護罩與所述輻射冷屏之間留有間隙，所述輻射冷屏表面設有絕熱材料，根據所述流量計測得的質量流量、所述第一測試點的溫度和壓力及所述第二測試點的溫度和壓力獲得待測試低溫輸液管上的所述第一測試點和所述第二測試點之間的漏熱量。

在一實施方式中，所述防護罩為圓環形防護罩，待測試低溫輸液管上設有圓環形支撐件，所述輻射冷屏包裹在所述圓環形支撐件上，所述絕熱材料包裹在所述輻射冷屏上，所述絕熱材料套設有絕熱層外管。

在一實施方式中，所述圓環形防護罩的徑向寬度比所述溫度傳感器徑向寬度大3-4mm，所述圓環形防護罩的軸向長度比所述溫度傳感器的軸向長度大3-4mm。

在一實施方式中，所述壓力傳感器通過引管與測試低溫輸液管連接。

在一實施方式中，所述引管的直徑為4-8mm，所述引管的長度為15-30mm。