一种高温液态金属温差流量计

摘要

本发明为一种高温液态金属温差流量计，基于温差测量的原理实现高温液态金属的流量测量。该高温液态金属温差流量计的结构包括传感器、转换器。高温液态金属沿管道流动时存在热量损失，沿流动方向产生温差。流动速度发生变化，沿着单位长度管道损失的热量相应发生变化，温差线性改变。传感器测量单位长度的管道中由于温差而产生的热电势，经转换器分析计算得到高温液态金属流量。本发明可以实现200℃~1250℃液态金属流量的测量；同时，灵活的安装方式，降低了对流体驱动系统等外部条件的要求。

主权项

一种高温液态金属温差流量计，其特征在于：包括传感器和转换器；（1）所述传感器由两种不同材料的导体或者半导体的导线头尾相接构成闭环结构，整个所述闭环结构安装于保护套管内，保护套管与闭环结构之间填满绝缘材料；两种不同材料的导体或者半导体的导线头尾相接处形成两个连接点，两个连接点位于保护套管的两端；各有一根导线与两种不同材料的导体或者半导体的导线中点连接，穿过保护套管引出测量信号；传感器的两个连接点所在处分别安装在管道的两端，即A、B端；传感器中与两种不同材料的导体或半导体的导线连接并引出测量信号的部分远离管道且处于温度大小为T0的稳定的环境中，引出测量信号的导线连接于转换器；（2）转换器的功能是将传感器测得的电势信号最终转换为流量值直接输出，上述（1）中引出的测量信号为电势信号，转换器首先将电势信号转换成4~20mA标准电流信号，然后通过校准确定的电流‑温差关系将标准电流信号转换成体现温差的数值，最后通过校准实验确定温差与高温液态金属流动速度V的关系，理想情况下，温差ΔT=ΔT(V,L)，L已知则测得温差ΔT之后，即可确定高温液态金属流动速度V，高温液态金属流速V与高温液态金属流量Q的关系为：Q=πD2V/4其中D为管道的内径；最终将传感器中引出的测量信号转换成了高温液态金属的流量值；（3）高温液态金属温差流量计附设温度测量功能，传感器一端位于测量点A或者B，另一端位于温度大小为T0的稳定的环境，两端存在温差，传感器中引出的测量信号为电势信号，转换器首先将电势信号转换成4~20mA标准电流信号，然后通过校准确定的电流温差关系将标准电流信号转换成体现温差的数值ΔTˊ，稳定环境的温度T0已知，则能够确定高温液态金属的温度T=ΔTˊ+T0；最终根据实验标定的高温液态金属的密度随温度的变化关系：ρ=ρ（T）以及上述（2）中得到的体积流量Q计算得出高温液态金属的质量流量Qm=Q*ρ。