[发明专利]测量管的内表面温度的方法及相关装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量管的内表面温度的新颖方法及相关装置。

该新颖方法通过控制感应元件与所述内表面之间的接触压力，允许测量所述管的内表面的温度。因此，由于根据本发明的方法以及根据所考虑的情况，如果根据本发明的探测器移动，则探测器可以访问在空间上离散的温度区域(静态检测的情形)，或者访问温度关于点的数量的变化运动，所述点的数量对应于存在于根据本发明的探测器上的感应区域的数量。

背景技术

获得管内表面上的温度区域，构成了实验性热液压研究中的重要信息。实际上，它的准确识别导致了：精确评估交换系数、探测阶段(冷凝、蒸发)变化区域、定位已改变或已修改的热传递区域。然而，在诸如管内表面的封闭介质中测量表面温度尤其困难，实验者经常受限于局部且不变的信息。

目前，通过带有热电偶的可移动探测器获得温度信息，其中该热电偶通过弹簧压在管的内壁上。因此，施加的力随测量位置而变化。

在1997年5月26日到5月30日召开的“第5次国际核工程会议ICONE5”期间公布了公开号为2428，名称为“Heat TransferStudies With Candu Fuels Simulators”的出版物，从该出版物中知道一种探测器，其包括由制造的包层(gaine)形式的温度感应元件。这些感应元件固有的柔性使其能够充当弹簧，并且由此每个感应元件与想要知道温度的管的内表面接触。然而，由于该探测器仅依赖感应元件固有的柔性，因此该探测器不能控制感应元件与管内表面之间的接触力。

因此，本发明的一个目在于，减少并规范化由整个测量表面上的接触电阻差引起的不确定性。

本发明的另一个目的在于，在同一管内移动期间，减少用于测量的探测器的一个或多个感应元件的接触区域的磨损，并由此延长探测器的使用寿命。

发明内容

为达上述目的，本发明提供一种测量管的内表面温度的方法，其中，实施以下步骤：

a)至少一个温度感应元件相对于旋转轴线(XX’)沿径向离开探测器，从而使得一个或多个温度感应元件接触管的内表面，

b)增大施加于探测器的感应元件与内表面之间的接触力，直到接触力在所述表面的任意点处达到确定值，在内表面S上的旨在实施温度测量的任意点处，接触力是恒定且可重现的(reproductible)，

关于探测器的“温度感应元件”，此处应当理解并且在本发明的保护范围中，探测器的一个或多个部分的组成材料具有可随温度变化的特性(电阻、电动势等)，一个或多个部分通过接触而受温度影响，

如此，“温度感应元件”可包括：铂阻温度计、由半导体材料构成的热敏电阻器、热电偶等。

根据本发明，一个或多个小型化温度计在待测量的表面上移动。该(这些)温度计(热电偶、铂阻探测器、热敏电阻器等)与探测器连在一起，并且直接连接至管的内表面或通过具体接触元件连接至管的内表面，在控制接触力并由此控制热接触电阻的同时，接触元件的热惯量受到限制。制造该接触元件所使用的材料必须具有尽可能高的热传导性，以减少探测器的温度稳定时间。此外，在于电动势中使用探测器的情形下，材料必须是电绝缘的。材料优选地为金刚石。材料也可以是氮化铝、氮化硼。

测量器件可以移动，使得能够捕获更完整和/或更好定位的信息。对接触力的控制引起热接触电阻的衰减，并由此降低了测量的不确定性。在移动期间，测量器件与被测量管之间没有接触，这消除了摩擦对接触元件和管的磨损的影响，因此限制了热电阻随时间的变化以及测量表面的变更。

根据本发明，将一个或多个感应元件的接触压力控制于圆柱体上，测量该圆柱体的温度区域。通过使选择的材料适用于形成探测器的框架，本发明适用于任何直径的管，适用于通过热电偶、铂电阻探测器或热敏电阻能够测量的任何温度情形。

主要的益处涉及：一方面通过规范化接触电阻，并且另一方面由于磨损减小(在于管中移动期间，没有探测器/壁接触)，从表面的一个点到另一个点的温度测量可重现。

优选地，当探测器在管中移动时，一个或多个感应元件在管内表面上施加的力被释放。有利地，释放施加的力，使得探测器的一个或多个感应元件与管的内表面之间不存在任何接触。

本发明还涉及一种用于测量管的内表面温度的装置，包括：

具有旋转轴线的探测器，该探测器包括至少一个温度感应元件，该至少一个温度感应元件具有平行于所述纵向轴线延伸的自由端，

用于相对于所述轴线沿径向移开一个或多个感应元件的自由端的装置，