一种互感式管道内液态金属监测装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种液态金属流体的监测装置，特别涉及一种互感式管道内液态金属监测装置。
【背景技术】
[0002]作为冷却剂来说，液态金属具有良好的热传导性和低压力流动性，广泛应用于诸如核工业、航天工业等诸多领域，应用较多的液态金属有液态的钠、钾、铝、钠钾合金、锡铋合金、铅祕合金等。
[0003]在液态金属冷却剂管道中，通常采用电磁栗来推动液态金属的流动，为避免电磁栗在管道种无液态金属状态下空载运行而造成线圈损坏，因此需要监测电磁栗出口是否充满液态金属，譬如可以考虑在出口垂直管段安装液态金属监测装置。
[0004]然而，液态金属的实际工作温度往往达到几百摄氏度，导致常规的测量仪表难以适用于管道内液态金属的监测。另外，国内外也没有公开适用于管道内高温液态金属监测的有关装置。
[0005]基于上述原因，若要实现管道内高温液态金属的监测，就需要研发一种适用于高温工况下的液态金属监测装置。
【发明内容】
[0006]为解决管道内高温液态金属的监测问题，本发明提供了一种互感式管道内液态金属监测装置。
[0007]该互感式管道内液态金属监测装置包括原边线圈、副边线圈、正弦交变电流源以及信号接收和处理系统;所述原边线圈和副边线圈的线材均为三层结构，所述三层结构的最内层为镍导线，中间层为氧化镁绝缘层，表层为不锈钢包壳;所述原边线圈由正弦交变电流源供电;所述副边线圈与信号接收和处理系统相连接。
[0008]所述正弦交变电流源的频率优选为0.5-1.5kHz。
[0009]所述原边线圈和副边线圈外部还设有外壳为优选。
[0010]所述原边线圈和副边线圈的引出线设置于引线导管中为优选。
[0011 ]所述原边线圈和副边线圈的引出线设有接线端子插座为优选。
[0012]本发明的互感式管道内液态金属监测装置合理利用了线圈互感原理及涡流效应，实现了对管道内液态金属的监测。监测过程中，正弦交变电流通过原边线圈在其周围产生交变磁场，该交变磁场使得副边线圈中产生感应电动势。当被监测的管道内存有液态金属时，原边线圈产生的交变磁场会使管道内的液态金属中产生感应涡流，该感应涡流会产生一个与原边线圈产生的交变磁场相反的交变磁场，使得原边线圈产生的交变磁场被部分抵消，从而令有效交变磁场小于原边线圈产生的交变磁场，在此情况下，副边线圈中产生的感应电动势也相应减小。最后，通过信号接收和处理系统对副边线圈中产生的感应电动势进行处理，实现管道内液态金属的监测。
[0013]本发明的原边线圈和副边线圈所采用的镍导线高温电阻率较低，具有较好的耐氧化和耐高温性能，氧化镁绝缘层具有良好的绝缘性能和耐高温性能，不锈钢包壳则能够为线圈提供良好的保护和屏蔽。
[0014]综上所述，本发明的互感式管道内液态金属监测装置采用非接触式设计，能够在不与液态金属直接接触的情况下完成管道内液态金属的监测，有效避免了直接接触所带来的诸如短路问题等难以克服的缺陷，可以长期承受高达600°C的高温，具有监测准确性和灵敏度高、可靠性好、使用寿命长、结构较为简单、操作方便等优点，能够有效解决液态金属输送电磁栗的保护问题，可应用于诸多领域的管道内液态金属的监测。
【附图说明】
[0015]图1本发明的互感式管道内液态金属监测装置原理图。
[0016]图2本发明实施例1的实施方式示意图。
[0017]附图标记:1.液态金属管道，2.原边线圈，3.副边线圈，4.正弦交变电流源，5.信号接收和处理系统，6.外壳，7.引线导管，8.接线端子插座。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
[0019]实施例1
[0020]如附图1、2所示，本实施例的互感式管道内液态金属监测装置包括原边线圈、副边线圈、正弦交变电流源、信号接收和处理系统、外壳、引线导管和接线端子插座。
[0021]采用本实施例的互感式管道内液态金属监测装置对某液钠垂直管道中的液钠进行监测，其主要过程如下:首先，将原边线圈、副边线圈缠绕于液钠垂直管道上，连接好正弦交变电流源、信号接收和处理系统;然后，由正弦交变电流源向原边线圈供电，副边线圈产生的电信号由信号接收和处理系统接收并处理;最后，根据获取的数据及液钠温度判断是否开启液钠输送电磁栗。
[0022]其中，监测过程的原理如下:正弦交变电流通过原边线圈在其周围产生交变磁场B1，该交变磁场B1使得副边线圈中产生感应电动势。当被监测的管道内存有液钠时，原边线圈产生的交变磁场B1会使管道内的液钠中产生感应涡流，该感应涡流会产生一个与交变磁场B1相反的交变磁场Be，使得原边线圈产生的交变磁场B1被部分抵消，从而令有效交变磁场B小于交变磁场B1，在此情况下，副边线圈中产生的感应电动势也相应减小。最后，通过信号接收和处理系统对副边线圈中产生的感应电动势进行处理，实现管道内液钠的监测。
【主权项】
1.一种互感式管道内液态金属监测装置，其特征在于:该互感式管道内液态金属监测装置包括原边线圈、副边线圈、正弦交变电流源以及信号接收和处理系统;所述原边线圈和副边线圈的线材均为三层结构，所述三层结构的最内层为镍导线，中间层为氧化镁绝缘层，表层为不锈钢包壳;所述原边线圈由正弦交变电流源供电；所述副边线圈与信号接收和处理系统相连接。2.如权利要求1所述的互感式管道内液态金属监测装置，其特征在于:所述正弦交变电流源的频率为0.5-1.5kHz。3.如权利要求1所述的互感式管道内液态金属监测装置，其特征在于:所述原边线圈和副边线圈外部还设有外壳。4.如权利要求1所述的互感式管道内液态金属监测装置，其特征在于:所述原边线圈和副边线圈的引出线设置于引线导管中。5.如权利要求1所述的互感式管道内液态金属监测装置，其特征在于:所述原边线圈和副边线圈的引出线设有接线端子插座。
【专利摘要】本发明涉及一种液态金属流体的监测装置。为解决管道内高温液态金属的监测问题，本发明提供了一种互感式管道内液态金属监测装置。该装置包括原边线圈、副边线圈、正弦交变电流源以及信号接收和处理系统；所述原边线圈和副边线圈的线材均为三层结构，所述三层结构的最内层为镍导线，中间层为氧化镁绝缘层，表层为不锈钢包壳；所述原边线圈由正弦交变电流源供电；所述副边线圈与信号接收和处理系统相连接。本发明的监测装置能够在不与液态金属直接接触的情况下完成管道内液态金属的监测，可以长期承受高温，具有监测准确性和灵敏度高、可靠性好、使用寿命长、结构较为简单、操作方便等优点，可应用于诸多领域的管道内液态金属的监测。
【IPC分类】G01V3/11
【公开号】CN105487126
【申请号】CN201610051729
【发明人】赵保平, 崔国生, 杨建伟, 董康乐, 吴宏岩, 吕鹏, 杨洋, 金佳佳
【申请人】中国原子能科学研究院
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2016年1月26日