CN105334394A - 高温熔盐电导率的在线监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高温熔盐电导率的在线监测系统，以解决如何实时测量高温熔盐的电导率的问题。该系统包括：电导池装置，用于测量熔盐电阻；采集分析装置，与所述电导池装置连接，用于实时采集所述电导池装置测量的熔盐电阻，根据所述熔盐电阻计算熔盐电导率。本发明采用电导池装置测量熔盐电阻，采用采集分析装置进行实时采集分析工作，得到实时的熔盐电导率，因而得到熔盐电导率随时间的变化曲线，实时反映工业现场的熔盐状态。

Description

高温熔盐电导率的在线监测系统

技术领域

本发明涉及熔盐电导率检测技术领域，尤其是涉及一种高温熔盐电导率的在线监测系统。

背景技术

电导率是熔盐的重要物理性质之一，但由于熔盐的高温和腐蚀性，其电导率的测量较常温液体要难。常用的熔盐电导率测量方法有开尔文电桥法、惠斯顿电桥法、四电极法、交流阻抗法等，这些方法在实验室条件下能够适应不同的熔盐体系。二十世纪九十年代提出了一种连续改变电导池常数方法(ContinuouslyVaryingCellConstant，简称CVCC法)，该方法绕开了交流阻抗谱法深奥的电化学原理，而且也比电桥法更精确，可以满足一般科研实验的精度要求。

以上方法均为在实验室测量熔盐电导率的方法，测量时需取样单独加热，无法实时反映工业现场的熔盐状态。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何实时测量高温熔盐的电导率。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种高温熔盐电导率的在线监测系统。该系统包括：

电导池装置，用于测量熔盐电阻；

采集分析装置，与所述电导池装置连接，用于实时采集所述电导池装置测量的熔盐电阻，根据所述熔盐电阻计算熔盐电导率。

进一步地，该系统还包括：

温度传感器，固定至所述电导池装置上，用于测量熔盐温度；

温度采集器，连接至所述温度传感器和所述采集分析装置，用于将所述温度传感器测量的熔盐温度发送至所述采集分析装置；

所述采集分析装置还用于分析所述熔盐电导率随熔盐温度的变化。

进一步地，该系统还包括：

动作控制装置，用于控制所述电导池装置的测量动作，使电导池装置完成测量工作。

进一步地，所述动作控制装置包括：升降装置、机械伸缩臂及转动夹具；

所述升降装置包括丝杠及驱动所述丝杠转动的伺服电机；

所述机械伸缩臂的一端与所述升降装置的丝杠连接，另一端与所述转动夹具连接；

所述转动夹具包括夹持部及与所述夹持部连接的转向部，所述夹持部用于夹持所述电导池装置，所述转向部用于控制所述电导池装置的转动角度。

进一步地，该系统还包括：

监控装置，连接至所述动作控制装置，用于控制所述升降装置中伺服电机的转速、伸缩臂的伸缩长度及转动夹具的转动角度，并监控所述电导池装置的测量过程。

进一步地，所述电导池装置包括：测量部和支撑部，所述测量部通过连接部可拆卸的安装在所述支撑部上。

进一步地，所述连接部包括：一连通仓、两夹紧件和两固定件；

所述连通仓用于连通所述测量部和所述支撑部的绝缘毛细管；

两所述夹紧件中的一个用于夹持所述测量部，另一个用于夹持所述支撑部；

两所述固定件中的一个用于将一所述夹紧件固定至所述连通仓的一端，另一个用于将另一所述夹紧件固定至所述连通仓的另一端。

进一步地，所述测量部和支撑部均包括一具有两平行通道的绝缘毛细管，所述测量部的通道与所述支撑部的通道一一对应设置，

所述测量部的每一通道内设置有一测量电极，与每一所述测量电极连接的测量导线穿设在所述测量部和支撑部的对应通道内。

进一步地，所述支撑部和所述测量部的绝缘毛细管外壁上均设置有保护套；

其中，所述测量部的保护套呈喇叭状。

进一步地，所述测量部的保护套和绝缘毛细管上均开设有通气孔。

本发明采用电导池装置测量熔盐电阻，采用采集分析装置进行实时采集分析工作，得到实时的熔盐电导率，因而得到熔盐电导率随时间的变化曲线，实时反映工业现场的熔盐状态。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征信息和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出根据本发明高温熔盐电导率的在线监测系统一实施例的结构框图；

图2示出了本发明中一种测量探头的结构示意图；

图3示出了本发明中一种连接部的结构示意图；

图4示出了本发明中一种测量电极的结构示意图；

图5示出了本发明中的集成分析控制设备的结构示意图；

图6示出了本发明中一种动作控制装置的结构示意图；

附图标记：

1-测量导线；2-紧固压帽；3-支撑部的保护套；4-绝缘毛细管；5-连接部；6-通气孔；7-测量电极；8-测量部的保护套；9-温度传感器；10-连通仓；11-夹紧件；12-固定件；13-监控装置；14-采集分析装置；15-逆变器；16-温度采集器；17-电池；18-充电器；19-机械伸缩臂；20-伺服电机；21-丝杠；22-转动夹具。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

本发明提供一种高温熔盐电导率的在线监测系统，如图1所示，包括：

电导池装置，用于测量熔盐电阻；

采集分析装置，与所述电导池装置连接，用于实时采集所述电导池装置测量的熔盐电阻，根据所述熔盐电阻计算熔盐电导率。

本发明中的电导池装置为电导率电极、探头或传感器等，用于采集电导率有关参数数据。采集分析装置可以采用电感电容电阻测量仪即LCR测量仪。采集分析装置的电源设备可包括电池、充电器及用于直流转交流的逆变器。

本发明采用电导池装置测量熔盐电阻，采用采集分析装置进行实时采集分析工作，得到实时的熔盐电导率，因而得到熔盐电导率随时间的变化曲线，实时反映工业现场的熔盐状态。

进一步地，如图1、2所示，该系统还可包括：

温度传感器9，固定至所述电导池装置上，用于测量熔盐温度；

温度采集器，连接至所述温度传感器和所述采集分析装置，用于将所述温度传感器测量的熔盐温度发送至所述采集分析装置；

所述采集分析装置还用于分析所述熔盐电导率随熔盐温度的变化。

图1中的箭头表示信号流转的方向。由于熔盐温度的不同，会对熔盐电导率产生一定的影响，因此发明可以利用温度传感器、温度采集器及采集分析装置得到熔盐电导率随温度的变化曲线，得到熔盐温度对熔盐电导率的影响。其中温度传感器可以采用K型镍铬-镍硅热电偶或S型铂铑-铂热电偶。如图2所示，温度传感器和电导池装置组成一测量探头，测量熔盐温度及该熔盐温度下的电导率相关参数。

在实际引用中，可以手动操作电导池装置的测量工作，当然还可以采用机械控制，例如动作控制装置，该装置可用于控制所述电导池装置的测量动作，使电导池装置完成测量工作，使得测量工作机械化、自动化，减少人力劳动。

如图6所示，所述动作控制装置可包括：升降装置、机械伸缩臂19及转动夹具22；

所述升降装置包括丝杠21及驱动所述丝杠转动的伺服电机20；

所述机械伸缩臂的一端与所述升降装置的丝杠连接，另一端与所述转动夹具连接；

所述转动夹具22包括夹持部及与所述夹持部连接的转向部，所述夹持部用于夹持所述电导池装置，所述转向部用于控制所述电导池装置的转动角度。

伺服电机转动，驱动丝杠转动，丝杠带动机械伸缩臂升降。机械伸缩臂可以进行伸缩，改变其伸出长度。转动夹具负责夹持电导池装置，并带动电导池装置水平转动。因此，电导池装置的高度、水平的位置、角度都可以调节，便于完成测量工作。

在具体实施过程中，可以设置一监控装置，将该监控装置连接至动作控制装置，用于控制所述升降装置中伺服电机的转速、伸缩臂的伸缩长度及转动夹具的转动角度，并监控所述电导池装置的测量过程，从而实现测量的完全机械化和测量过程的可视化。

如图2所示，本发明中的电导池装置的结构可以包括：

测量部和支撑部，所述测量部通过连接部5可拆卸的安装在所述支撑部上。

电导池装置在使用过程中，不可避免地被高温熔盐腐蚀，造成电导池常数变化而引起测量误差。本发明将测量部与支撑部可拆卸的连接，当测量部被腐蚀后，可以仅更换测量部，不用对整个电导池更换。

其中，如图3所示，所述连接部可包括：一连通仓10、两夹紧件11和两固定件12；

所述连通仓用于连通所述测量部和所述支撑部的绝缘毛细管；

两所述夹紧件中的一个用于夹持所述测量部，另一个用于夹持所述支撑部；

两所述固定件中的一个用于将一所述夹紧件固定至所述连通仓的一端，另一个用于将另一所述夹紧件固定至所述连通仓的另一端。

将测量部用一夹紧件夹住，支撑部用另一夹紧部夹紧，然后将两夹紧部安装在连通仓的两端，然后通过固定件将夹紧件固定至连通仓，同时夹紧件对测量部或支撑部夹紧。固定件采用螺母。

该连接部的结构简单、安装或拆卸方便。

下面根据图2对电导池装置的一种结构进行介绍：

所述测量部和支撑部均包括一具有两平行通道的绝缘毛细管4，所述测量部的通道与所述支撑部的通道一一对应设置，

所述测量部的每一通道内设置有一测量电极7，与每一所述测量电极连接的测量导线1穿设在所述测量部和支撑部的对应通道内。

通过以上结构可知，电导池装置为双芯结构，具有的部件有两个绝缘毛细管、两个测量导线、两个测量电极，测量电极与测量电极一一对应连接。绝缘毛细管可采用耐高温、热膨胀率低、耐熔盐腐蚀的材料制成，例如刚玉或高纯石英。测量导线和测量电极均为耐腐蚀材料，如钨、镍、铂等。

由采集分析装置对两测量电极施加高频电压，测量出熔盐的电阻，进而根据测量部的电导池常数，，便可确定熔盐的电导率。

所述支撑部和所述测量部的绝缘毛细管外壁上均设置有保护套，对电导池装置的内部结构进行保护，使之更加适应工业现场的环境。其中，支撑部的保护套3上端利用紧固压帽2将其与支撑部的绝缘毛细管连接，测量部的保护套采用紧固螺栓将其与测量部的绝缘毛细管连接。为了将测量部插入熔盐中时，不影响测量部的测量和重复使用，保护套8的下端设置成喇叭状。因为喇叭状的保护套可以防止当测量部从熔盐中拔出时携带熔盐，也防止测量部的绝缘毛细管和保护套之间夹杂熔盐导致无法更换熔盐。如图4所示，测量电极可采用十字电极，可以保证空气的流通。

另外，所述测量部的保护套和绝缘毛细管上可均开设有通气孔6，通过通气孔排出测量时电导池装置中原有的空气。还有，如图5所示，本发明中的采集分析装置14、温度采集器16、电源设备(包括电池17、充电器18和逆变器15)及监控装置13可集成在一起，形成一套整体的集成分析控制设备，并采用具有磁场保护功能的材料作为设备外壳。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种高温熔盐电导率的在线监测系统，其特征在于，包括：

电导池装置，用于测量熔盐电阻；

采集分析装置，与所述电导池装置连接，用于实时采集所述电导池装置测量的熔盐电阻，根据所述熔盐电阻计算熔盐电导率。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：

温度传感器，固定至所述电导池装置上，用于测量熔盐温度；

温度采集器，连接至所述温度传感器和所述采集分析装置，用于将所述温度传感器测量的熔盐温度发送至所述采集分析装置；

所述采集分析装置还用于分析所述熔盐电导率随熔盐温度的变化。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括：

动作控制装置，用于控制所述电导池装置的测量动作，使电导池装置完成测量工作。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述动作控制装置包括：升降装置、机械伸缩臂及转动夹具；

所述升降装置包括丝杠及驱动所述丝杠转动的伺服电机；

所述机械伸缩臂的一端与所述升降装置的丝杠连接，另一端与所述转动夹具连接；

所述转动夹具包括夹持部及与所述夹持部连接的转向部，所述夹持部用于夹持所述电导池装置，所述转向部用于控制所述电导池装置的转动角度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括：

监控装置，连接至所述动作控制装置，用于控制所述升降装置中伺服电机的转速、伸缩臂的伸缩长度及转动夹具的转动角度，并监控所述电导池装置的测量过程。

6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电导池装置包括：测量部和支撑部，所述测量部通过连接部可拆卸的安装在所述支撑部上。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述连接部包括：一连通仓、两夹紧件和两固定件；

所述连通仓用于连通所述测量部和所述支撑部的绝缘毛细管；

两所述夹紧件中的一个用于夹持所述测量部，另一个用于夹持所述支撑部；

两所述固定件中的一个用于将一所述夹紧件固定至所述连通仓的一端，另一个用于将另一所述夹紧件固定至所述连通仓的另一端。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述测量部和支撑部均包括一具有两平行通道的绝缘毛细管，所述测量部的通道与所述支撑部的通道一一对应设置，

所述测量部的每一通道内设置有一测量电极，与每一所述测量电极连接的测量导线穿设在所述测量部和支撑部的对应通道内。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述支撑部和所述测量部的绝缘毛细管外壁上均设置有保护套；

其中，所述测量部的保护套呈喇叭状。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述测量部的保护套和绝缘毛细管上均开设有通气孔。