[发明专利]一种基于管壁矩阵电极的超导金属流体流量计

说明书

本发明提供一种基于管壁矩阵电极的超导金属流体流量计，包括管道和磁场，管道与磁场方向垂直。管道的壁上分布有多个电势检测单元，每个电势检测单元具有多个检测电极，每个电势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金属流体接触、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；管道的壁上还分布有多个温度检测单元，每个温度检测单元具有多个温度传感器，每个温度传感器对应一个管道的横截面；所有温度传感器检测的温度表征管道内导电流体的温度场分布。该基于管壁矩阵电极的超导金属流体流量计，以实现在对金属流体的电场分布和温度场分布的精确测量，充分反应金属流体的在管道内的流动情况。

技术领域

本发明涉及一种流量检测装置，具体涉及一种基于管壁矩阵电极的超导金属流体流量计。

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。

电磁流量计常用于工业领域中高温液态金属的流量测量。电磁流量计利用霍尔效应，在垂直于流体管道轴线的方向上施加磁场，金属流体在管道中流动并切割磁力线时，在与流动方向和磁力线都垂直的方向上产生感应电势，该感应电势与金属流体的流量成正比。现有的电磁流量计在进行流体测量时，在管道两侧选取测量点以测量电势，测得感应电势之后，通过计算即可得到管道中流体的流量。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。

另外，在工业生产中常常还需要对金属流体的温度进行测量。同样由于流体流动状况的复杂性，不同测量点上测得的温度并不相同。因而，如果要充分反映金属流体的温度分布情况，需要对金属流体中的温度场进行测量。

发明内容

针对技术中的上述问题，本发明提出了一种基于管壁矩阵电极的超导金属流体流量计，以实现在对金属流体的电场分布和温度场分布的精确测量，充分反映金属流体的在管道内的流动情况。

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金属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电势检测单元，每个电势检测单元具有多个检测电极，每个电势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金属流体接触、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，电势检测单元沿管道轴向等间距分布。这样的设置使电势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，每个电势检测单元中的检测电极之间等间距分布。每个电势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。

温度传感器