[实用新型]快速焓探针测量装置

摘要

本实用新型属于热等离子体焓值及温度测量技术领域，具体为一种快速焓探针测量装置。由焓探针系统、冷却水系统、储气罐系统、电路控制及数据采集分析系统组成。其中焓探针是用三根同轴的紫铜管嵌套而成，最内层的紫铜管用于抽取被测高温气体，次内层紫铜管和最外层紫铜管之间的空隙通冷却水。把最内层的铜管和次内层的铜管的外表面腐蚀成均匀交错分布麻点状铜点，实现三层紫铜管之间的支撑。储气罐系统用脉冲式测量方法代替传统焓探针系统中小孔测流速式测量样品气体质量的方法。本测量装置可在数秒内实现对等离子体炬一个点的焓值和温度的测量。

主权项

1. 快速焓探针测量装置，包括焓探针系统、冷却水系统、储气罐系统和电路控制及数据采集分析系统，其特征在于：所述焓探针系统由热电偶(6、7)，压力传感器(8)，焓探针(9)组成；焓探针(9)包括一个等离子体炬(1)、从等离子体炬中喷出的等离子体火焰(2)和一个焓探头(3)；焓探头(3)是由三根同轴的紫铜管嵌套而成，用化学腐蚀的方法把最内层紫铜管的外表面和次内层紫铜管的外表面腐蚀成圆点状突出铜点均匀交错分布状，用以支撑三根紫铜管，各层紫铜管之间的距离控制在0.15-0.25mm；最内层的铜管用于抽取一定量的样品气体即热等离子体火焰，次内层与最外层铜管之间的空隙用于冷却水循环以保护焓探针探头不被高温熔化；在焓探头(3)的根部设有焓探针冷却水进口(4)和冷却水出口(5)，并分别设有热电偶(6)和另一热电偶(7)，热电偶(6)用于测量冷却水出水温度，另一热电偶(7)用于测量样品气体与冷却水热交换后的温度即尾气温度；上述这些温度数据都被电控柜(21)里的AD采集传送到计算机(22)内保存分析；所述冷却水系统由称重容器(10)、称重传感器(11)、直通阀(12)和(13)、高压水泵(14)组成，高压水泵(14)通过管道与焓探针(3)的冷却水进口(4)连通，称重容器(10)通过管道与焓探针(3)的冷却水出口(5)连通，直通阀(12)设置于该连接管道中；称重传感器(11)设置于称重容器(10)下面，称重容器(10)另一侧设置另一直通阀(12)；在高压水泵(14)用于提供高流速的冷却水在探针中循环，高压水泵(14)把冷却水通过冷却水进口(4)压入焓探针内，冷却水从冷却水出口(5)流出，通过直通阀(12)进入称重容器(10)，控制直通阀(13)的开关，可以测量在时间t内进入称重容器(10)的冷却水质量，即冷却水流速；所述储气罐系统由储气罐(18)、安装在储气罐(18)上的压力传感器(16)和热电偶(17)、与储气罐(18)相连接的直通阀(19)和真空泵(20)组成。储气罐(18)上部通过真空阀(15)与焓探针(9)连接；真空泵(20)把储气罐(18)抽成一定的真空度，使储气罐(18)中的气压与等离子体火焰(2)气压形成压差；关闭直通阀(19)，打开直通阀(15)，就可以抽取样品气体；压力传感器(16)和热电偶(17)测量储气罐抽取样品气体前后的压强和温度；所述电路控制及数据采集分析系统由电控柜(21)和计算机(22)组成，电控柜(21)控制各直通阀的开关及高压水泵(14)和真空泵(20)的工作，计算机(22)采集和分析各热电偶、压力变送器及称重传感器的数据，并计算出样品气体的焓值和温度即被测量点处的热等离子体温度。