[发明专利]一种超声多普勒测速装置

说明书

本发明公开了一种超声多普勒测速装置，用于测量容器内流体的速度场；所述容器外壁设置有至少两个容腔，所述超声多普勒测速装置包括至少两个探测组件，所述探测组件包括设置于对应所述容腔内的探头，及驱动对应所述探头运动的驱动部件；各所述探头运动过程中，能够测量流体位于所述探头测量线上各点的速度。因此，通过设置若干能够运动的探头，可得到容器内流体的速度，且通过合理设置探头的位置和方向，有助于实现容器大区域内流体速度场的测量。同时，本发明中的超声多普勒测速装置与现有技术相比，采用较少的探头即可实现容器内流体速度场的测量。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种超声多普勒测速装置。

背景技术

能源与环境已成为影响人类社会进步和发展的重大问题之一，随着环境污染问题日益凸显，及人类对能源需求的不断提高，这需要寻找新型、清洁、安全可靠的能源来代替已有的化石能源。目前，在世界上已被公认的可大规模应用的能源是核能，其中液态重金属反应堆因其固有的安全可靠性，是目前公认的IV代堆系统中首个有望实现商业应用的堆型之一。

热工水力学研究是液态重金属反应堆的重要研究部分之一，是稳态热工与瞬态事故安全分析及工程验证的研究基础，而速度场测量是热工水力学研究中的一个非常重要的物理量。由于液态金属的非透明性、高温、强腐蚀等特性，发展了很多用于液态金属环境下的速度场测量方法，其中UDV(ultrasound Dopper veocimetry超声多普勒测速)已被证明了是一种最好的方法之一。

目前，为开展多维速度场测量，Takeda等人在半球形装置的外侧布置了一圈UDV探头，每个探头完成一条测量线方向上速度测量，每两条测量线交点的速度能够进行合成，所有交点的速度矢量图构成了该平面上的二维速度场。为了得到平面内的二维速度场，该方法需要大量的单个探头。另外，瑞士的Lemmin等人提出了一种常束宽探头(聚焦探头)，通过与其他三个普通超声波探头的组合，能够实现测量线上的三维速度场测量，但是其测量范围有限，难以实现较大区域的测量。

鉴于上述测速装置存在的缺陷，亟待提供一种有助于实现容器内流体大区域速度场的测量，且测量过程中所需探头较少的超声多普勒测速装置。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种超声多普勒测速装置，用于测量容器内流体的速度场；所述容器外壁设置有至少两个容腔，所述超声多普勒测速装置包括至少两个探测组件，所述探测组件包括设置于对应所述容腔内的探头，及驱动对应所述探头运动的驱动部件；

各所述探头运动过程中，能够测量流体位于所述探头测量线上各点的速度。

其中，探头的测量线指的是探头的轴线方向所指的方向，即其发出的超声波的传播方向。因此，某一探头运动过程中，具有若干测量线，能够测得各测量线上流体的速度。同时，由于该超声多普勒测速装置包括若干上述探测组件，且每一个探测组件的探头均能够测量若干测量线上流体的速度。

因此，通过设置若干能够运动的探头，可得到容器内流体的速度，且通过合理设置探头的位置和方向，有助于实现容器大区域内流体速度场的测量。同时，本发明中的超声多普勒测速装置与现有技术相比，采用较少的探头即可实现容器内流体速度场的测量。

可选地，所述容器外壁设置有两个所述容腔，分别为第一容腔和第二容腔，所述超声多普勒测速装置包括两个所述探测组件，分别为第一探测组件和第二探测组件，且所述第一探测组件中第一探头的测量线与所述第二探测组件中第二探头的测量线相交，形成预定平面，以便测量流体在所述预定平面内各点的二维速度场。

可选地，所述容器外壁还设置有第三容腔，所述超声多普勒测速装置还包括第三探测组件，所述第三探测组件的第三探头能够在对应所述驱动部件的驱动下运动，且在运动过程中，各测量线形成所述第三探头的测量平面，所述测量平面与所述预定平面相交于预定交线，以便测量流体在所述预定交线上各点的三维速度场。