[发明专利]一种热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置及方法

权利要求书

1.一种热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，其特征在于，包括测试介质流入管道、测试介质流出管道、换热器(7)、数据处理器(8)、用于检测换热器(7)入口处测试介质温度的第一温度传感器(2)、用于检测换热器(7)出口处测试介质温度的第二温度传感器(3)、用于检测换热器(7)内测试介质温度的若干第三温度传感器(6)以及用于检测被测介质温度的第四温度传感器(5)；

换热器(7)位于被测介质内，测试介质流入管道与换热器(7)的入口相连通，测试介质流出管道与换热器(7)的出口相连通，第一温度传感器(2)的输出端、第二温度传感器(3)的输出端、第三温度传感器(6)的输出端及第四温度传感器(5)的输出端与数据处理器(8)的输入端相连接。

2.根据权利要求1所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，其特征在于,通过引入测试介质，利用温差换热及对流换热原理进行被测介质流量的测量。

3.根据权利要求1所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，其特征在于，还包括设置于测试介质流入管道上的流量调节装置(1)。

4.根据权利要求1所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，其特征在于，还包括绝热护套(4)，其中，绝热护套(4)位于被测介质内，测试介质流入管道穿过所述绝热护套(4)与换热器(7)的入口相连通，测试介质流出管道穿过所述绝热护套(4)与换热器(7)的出口相连通。

5.根据权利要求1所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，其特征在于，第一温度传感器(2)位于测试介质流入管道横截面的中心位置处，第二温度传感器(3)位于测试介质流出管道横截面的中心位置处。

6.一种热平衡法测试复杂环境下介质流量的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的装置，包括以下步骤：测试介质经测试介质流入管道进入到换热器(7)中，再在换热器(7)内与被测介质换热后流入测试介质流出管道中，第一温度传感器(2)实时检测换热器(7)入口处测试介质的温度信息，并将换热器(7)入口处测试介质的温度信息发送至数据处理器(8)中，第二温度传感器(3)实时检测换热器(7)出口处测试介质的温度信息，并将换热器(7)出口处测试介质的温度信息发送至数据处理器(8)中，第三温度传感器(6)实时检测换热器(7)内测试介质的温度信息，并将换热器(7)内测试介质的温度信息发送至数据处理器(8)中，第四温度传感器(5)实时检测被测介质的温度信息，并将被测介质的温度信息发送至数据处理器(8)中；

数据处理器(8)根据换热器(7)入口处测试介质的温度t_1入口、换热器(7)出口处测试介质的温度t_1出口、被测介质的温度t₂、测试介质的流量Q₁、换热器(7)入口的横截面积S₁、被测介质的横截面积S₂、换热器(7)的横截面积k及换热器(7)的有效换热长度L₃计算被测介质的平均流量Q₂₁；

数据处理器(8)根据各第三传感器检测得到的换热器(7)内测试介质的温度、被测介质的温度t₂、测试介质的流量Q₁、换热器(7)所处位置处被测介质的横截面积S₂、换热器(7)的换热系数k、换热器(7)的横截面积S₃及换热器(7)的有效换热长度L'计算换热器(7)所处位置处被测介质的流量Q₂₂。

7.根据权利要求6所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的方法，其特征在于，被测介质的理论温度范围为-500℃～1600℃；

被测介质的流速范围为5m/s～60m/s；

被测介质为气体或者液体；

被测介质为单相介质或多相介质。

8.根据权利要求6所述的热平衡法测试复杂环境下介质流量的方法，其特征在于，被测介质的温度大于或者小于测试介质的温度，被测介质与测试介质的温差越大，测量精度越高。