[发明专利]一种多功能流量实验装置

说明书

一种多功能流量实验装置，包括管道和磁场，管道与磁场方向垂直。管道与磁场方向垂直是指管道内流体的流动方向与磁场方向垂直。管道的壁上分布有多个检测单元，每个检测单元具有多个检测电极，每个检测单元对应一个管道的横截面，检测电极一端与管道内的导电流体接触、另一端外露于管道；所有检测电极的电势表征管道内导电流体的电场分布。本发明提供的多功能流量实验装置，能够测量导电流体中各点的电场分布和流场分布，从而充分地反映金属流体在管道中的流动情况。

技术领域

本发明涉及一种多功能流量实验装置。

背景技术

下面的背景技术用于帮助读者理解本发明，而不能被认为是现有技术。

测量管道中的流体流速是工业生产中一项重要的技术。流量计是测量流体流速的常用装置。一些流量计具有叶轮，通过计算叶轮的速度和转数可以对流体的流速进行测量。但是由于叶轮与流体接触面积大，容易被腐蚀，不适合用于测量腐蚀性较大的流体的流速。磁导流量计利用霍尔效应，在垂直于管道轴向的方向上施加磁场，导电流体在管道中流动并沿垂直方向切割磁力线时，会产生感应电势，用电极测量感应电势的大小，再通过计算就可以得到管道中流体的流速。磁导流量计减少了被测流体对测量装置的腐蚀，可用于测量腐蚀性较强的导电流体，例如高温熔融金属流体。

但是，实际上流体在管道中流动的情况较为复杂，流动的流体中往往存在层流和紊流。在测量流体电势时，选取的测量点位置不同，测得的电势差也不同，从而计算得到的流体流量也不同。因此，现有的电磁流量计测得的流体数据并不能充分反映金属流体在管道中的流动情况。

发明内容

本发明提供一种多功能流量实验装置，能够测量导电流体中各点的电场分布和流场分布，从而充分地反映金属流体在管道中的流动情况。

一种多功能流量实验装置，包括管道和磁场，管道与磁场方向垂直。管道与磁场方向垂直是指管道内流体的流动方向与磁场方向垂直。管道的横截面是多边形或者圆形。

检测电极

作为优选的方案，管道的壁上分布有多个检测单元，每个检测单元具有多个检测电极，每个检测单元对应一个管道的横截面，检测电极一端与管道内的导电流体接触、另一端外露于管道；所有检测电极的电势表征管道内导电流体的电场分布。多个检测电极指的是检测电极的数量不少于3个。以管道的轴向作为纵向，与轴向垂直的方向作为横向。

作为优选的方案，检测单元沿管道轴向等间距分布。这样的设置使检测单元沿管道轴向等间距测量流体的电场分布，使测得的电场分布更加准确。

作为优选的方案，每个检测单元中的检测电极之间等间距分布。每个检测单元中的多个检测电极位于同一管道横截面上，多个检测电极沿管道横向等距测量流体的电场分布，使测得的电场分布更加准确。每个检测电极对应一个导电流体的测量位置，每个检测电极的电势代表其对应测量位置的电势。

对管道内的导电流体进行检测时，任意选择两个检测电极，测量两个检测电极之间的电势差；或者，使用标准电极，测量每个检测电极与标准电极之间的电势差，得到每个检测电极测量位置的相对电势，从而得到管道内导电流体的电场分布。

根据本发明测得的电场分布得到管道内导电流体流场分布的方法：(1)使用该实验装置测试流场分布已知的流体，用检测电极检测管道内导电流体在各点的电势，得到已知流体的电场分布，将流场分布与电场分布对应，制得电场-流场经验表；(2)用本发明的实验装置测试待测流体的电势分布；(3)将测得的待测流体的电势分布与电场-流场经验表对应，从而得到待测流体在管道中的流场分布。

加压电极