CN112097942B

CN112097942B - 电磁阀头升温测量方法及装置

Info

Publication number: CN112097942B
Application number: CN202010888120.5A
Authority: CN
Inventors: 薄涵亮; 姜胜耀; 张亚军; 刘潜峰; 秦本科; 赵陈儒; 王金海
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2022-07-05
Anticipated expiration: 2040-08-28
Also published as: CN112097942A

Abstract

本发明涉及电磁阀头测试技术领域，提供一种电磁阀头升温测量方法及装置，其中电磁阀头升温测量方法包括以下步骤：安装固定待测的电磁阀头，设置热气流生成装置；设置第一温度测量装置、第二温度测量装置以及第三温度测量装置；启动热气流生成装置；通过第三温度测量装置测量电磁阀头的热气流出口的温度；待第三温度测量装置温度达到额定温度时，对电磁阀头进行额定恒流通电；连续记录第一温度测量装置和第二温度测量装置测量的温度值；完成单次测量后关闭热气流生成装置和电磁阀头；重复上述测量步骤多次。实现了电磁阀头长期工作状态下的温升测量，获得了电磁阀头的关键工作参数，解决了电磁阀头温升的设计裕度问题，保障了其可靠、安全的运行。

Description

电磁阀头升温测量方法及装置

技术领域

本发明涉及电磁阀头测试技术领域，尤其涉及一种电磁阀头升温测量方法及装置。

背景技术

内置式控制棒驱动技术，其驱动机构置于反应堆压力容器内的高温、高压和辐照环境中，采用提升、传递、夹持三个水压缸次序驱动传递、夹持两套销爪机构运动，实现控制棒的步升、步降和落棒功能。

基于驱动机构的工作原理和先进一体化小型水堆内置式控制棒驱动线的特点及试验、检测的经验，需要电磁阀头的线圈温升测量方法，获得电磁阀头的关键工作参数，解决电磁阀头温升的设计裕度问题，保障其可靠、安全的运行。

发明内容

本发明实施例提供一种电磁阀头升温测量方法及装置，用以解决现有技术中电磁阀头的线圈温升测量的问题。

本发明实施例提供一种电磁阀头升温测量方法，包括以下步骤：

安装固定待测的电磁阀头，在电磁阀头下方设置热气流生成装置；

在所述电磁阀头的外侧设置第一温度测量装置、在所述电磁阀头的线圈外表面设置第二温度测量装置，在所述电磁阀头的热气流出口设置第三温度测量装置；

启动所述热气流生成装置；

通过所述第三温度测量装置测量所述电磁阀头的热气流出口的温度；

待所述第三温度测量装置测量的温度达到额定温度时，对所述电磁阀头进行额定恒流通电；

连续记录所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置测量的温度值；

完成单次测量后关闭所述热气流生成装置和所述电磁阀头；

循环重复上述测量步骤多次。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述完成单次测量的判断依据为：

在一个固定的测量时间间隔内，同一个所述第一温度测量装置测量的温度差值不大于所述第一温度测量装置的测量误差。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述固定的测量时间间隔不小于30min。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述电磁阀头通过组合阀上阀盖模拟柱固定。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述组合阀上阀盖模拟柱被配置为至少包括能够与所述电磁阀头套接的固定筒和与所述固定筒固定且与所述电磁阀头下端抵接的支撑板，所述支撑板上开设有能够使热气流通过的通孔。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述热气流生成装置为热风机，所述热风机的出风口竖直向上。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置均布置有至少两个，各所述第一温度测量装置在所述电磁阀头的外侧沿所述电磁阀头的轴线方向排布，各所述第二温度测量装置在所述电磁阀头的线圈外表面沿所述电磁阀头的轴线方向排布。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，将各所述第一温度测量装置和/或各所述第二温度测量装置布置为等间隔排布。

根据本发明一个实施例的电磁阀头升温测量方法，所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置为热电阻温度传感器，所述第三温度测量装置为热电偶温度传感器。

本发明实施例还提供一种适用于上述任一项所述的电磁阀头升温测量方法的电磁阀头升温测量装置，所述电磁阀头升温测量装置包括：

组合阀上阀盖模拟柱，用于支撑固定待检测的电磁阀头；

热气流生成装置，设置于所述组合阀上阀盖模拟柱下方，用于产生向上的热气流；

第一温度测量装置，设置于电磁阀头的外侧，用于检测所述电磁阀头的外侧的温度；

第二温度测量装置，设置于电磁阀头的线圈外表面，用于检测所述电磁阀头的线圈外表面的温度；

第三温度测量装置，设置于电磁阀头的热气流出口位置，用于检测电磁阀头的热气流出口位置的温度。

本发明实施例提供的电磁阀头升温测量方法，通过热气流生成装置模拟电磁阀头工作环境中的设备发热，当热气流生成装置运行时，能够产生穿过电磁阀头内部的热气流，使电磁阀头温度升高，模拟电磁阀头工作时所接收的外部热量。测量过程中，充分考虑了工作环境造成的升温影响，并且同时测量电磁阀头外侧和电磁阀头的线圈外表面的温度。实现了电磁阀头长期工作状态下的温升测量，获得了电磁阀头的关键工作参数，解决了电磁阀头温升的设计裕度问题，保障了其可靠、安全的运行。不仅满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，也为其他工业领域电磁阀头温升检测的工程设计提供了参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电磁阀头升温测量装置的结构示意图。

附图标记：

1、电磁阀头；2、热气流生成装置；3、组合阀上阀盖模拟柱；31、固定筒；32、支撑板；4、第一温度测量装置；5、第二温度测量装置；6、第三温度测量装置；

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1所示的电磁阀头升温测量装置的结构示意图描述本发明实施例提供的电磁阀头升温测量方法，该方法包括以下步骤：

S1、安装固定待测的电磁阀头1，在电磁阀头1下方设置热气流生成装置2。

安装时，使电磁阀头1的中心通孔竖直，并且不能遮挡电磁阀头1的中心通孔上、下两端，在电磁阀头1下方设置的热气流生成装置2产生向上的热气流，该热气流能够穿过电磁阀头1的中心通孔。热气流通过的过程中会使电磁阀头1升温，能够模拟使用环境对电磁阀头1产生的升温影响。

S2、在电磁阀头1的外侧设置第一温度测量装置4、在电磁阀头1的线圈外表面设置第二温度测量装置5，在电磁阀头1的热气流出口设置第三温度测量装置6。

第一温度测量装置4用于测量电磁阀头1外侧表面的温度，第二温度测量装置5用于测量电磁阀头1的线圈外表面温度，而第三温度测量装置6用于测量电磁阀头1的中心通孔上位于热气流出口位置的温度。

热气流在穿过电磁阀头1的中心通孔过程中会出现热量散失的情况，将第三温度测量装置6设置在热气流出口位置能够保证电磁阀头1的中心通孔内的温度不低于第三温度测量装置6的测量温度。

S3、启动热气流生成装置2。

启动后，热气流生成装置2持续运行，所产生的热气流不断通过电磁阀头1的中心通孔，能够对电磁阀头1进行持续加热。

S4、通过第三温度测量装置6测量所述电磁阀头1的热气流出口的温度。

此测量过程为一个连续测量过程，由热气流生成装置2运行开始，电磁阀头1的热气流出口位置的温度不断上升。

S5、待第三温度测量装置6测量的温度达到额定温度时，对电磁阀头1进行额定恒流通电。

此步骤中的额定温度为电磁阀头1在实际使用情况下，环境因素所能达到的最高温度。当第三温度测量装置6达到额定温度后，对电磁阀头1进行额定恒流通电，使其正常工作，此时电磁阀头1自身产生热量，电磁阀头1温度继续上升。

S6、连续记录第一温度测量装置4和第二温度测量装置5测量的温度值。

此时，第一温度测量装置4和第二温度测量装置5测量的温度值既受热气流的影响，也受电磁阀头1的线圈自身产生的热量影响，能够模拟测量电磁阀头1在正常使用状态下，电磁阀外侧和电磁阀头1的线圈外表面的温度。

S7、完成单次测量后关闭热气流生成装置2和电磁阀头1。

S8、循环重复步骤S1至步骤S7多次，通过多次测量获得更准确的测量结果。在完成一次测量后，可待电磁阀头1及试验设备冷却后再进行下一次测量。并且，在不同次的测量中，也可更换电磁阀头1或试验设备，消除产品生产问题造成的测量偏差。

本发明实施例提供的电磁阀头1升温测量方法，实现了电磁阀头1长期工作状态下的温升测量，获得了电磁阀头1的关键工作参数，解决了电磁阀头1温升的设计裕度问题，保障了其可靠、安全的运行。不仅满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，也为其他工业领域电磁阀头1温升检测的工程设计提供了参考。并且，具有试验设备简单、试验过程易于操作、测量数据准确、更贴近实际使用状态的测量结果等优点。

在一个实施例中，步骤S7中的完成单次测量的判断依据为：在一个固定的测量时间间隔内，同一个第一温度测量装置4测量的温度差值不大于第一温度测量装置4的测量误差。当温度差值不大于第一温度测量装置4的测量误差时，第一温度测量装置4测量的温度变化即可忽略不计，说明电磁阀头1的温度已经稳定。此时测量的温度为正常运行状态下电磁阀头1受环境及其线圈影响所能达到的最高温度。

在一个实施例中，固定的测量时间间隔不小于30min，在间隔时间为30min以上时，能够确保电磁阀头1的温度已经稳定，使测量结果准确。

在一个实施例中，电磁阀头1通过组合阀上阀盖模拟柱3固定，模拟电磁阀头1使用状态下的安装环境。

具体的，组合阀上阀盖模拟柱3被配置为至少包括能够与电磁阀头1套接的固定筒31和与固定筒31固定且与电磁阀头1下端抵接的支撑板32。固定筒31的轴线与支撑板32垂直，固定筒31一端与支撑板32固定，其固定方式可以为焊接固定。固定筒31另一端与电磁阀头1的上端套接，能够避免电磁阀头1倾斜。

支撑板32上开设有通孔，能够使热气流通过。热气流生成装置2可设置在支撑板32下方，为便于安装，可在支撑板32上设置多个支撑柱，通过支撑柱支撑组合阀上阀盖模拟柱3以及电磁阀头1，热气流生成装置2设置在各支撑柱之间，并且其出风口朝向支撑板32上的通孔。热气流生成装置2产生的热气流可通过支撑板32上的通孔顺利进入电磁阀头1的中心通孔。

在一个实施例中，热气流生成装置2为热风机，热风机的出风口竖直向上。在安装热风机时，应使热风机的下侧进风口位置与其他设备之间存在足够的间隙，使空气顺利进入热风机内。热气流生成装置2应当采用温度可调的热风机。

在一个可选方案中，第一温度测量装置4和第二温度测量装置5均布置有至少两个，各第一温度测量装置4在电磁阀头1的外侧沿电磁阀头1的轴线方向排布，各第二温度测量装置5在电磁阀头1的线圈外表面沿电磁阀头1的轴线方向排布。

设置至少两个第一温度测量装置4和第二温度测量装置5，能够在电磁阀头1上与热气流生成装置2距离不同的位置分别采集温度信息，获知在工作状态下，环境因素对电磁阀头1不同位置的升温产生的影响，进而为电磁阀头1的设计提供参考。

具体设置过程中，第一温度测量装置4和/或各第二温度测量装置5布置为等间隔排布。以第一温度测量装置4和第二温度测量装置5均设置有三个为例，三个第一温度测量装置4分别设置在电磁阀头1的外侧的上端、中点和下端，三个第二温度测量装置5分别设置在电磁阀头1的线圈外表面的上端、中点和下端位置。

根据实际测量需要，第一温度测量装置4和第二温度测量装置5可采用热电阻温度传感器，第一温度测量装置4与电磁阀头1的外侧侧壁之间以及第二温度测量装置5与电磁阀头1的线圈外表面之间均为接触测量，采用热电阻温度传感器具有较高的测量精度。而第三温度测量装置6优选为热电偶温度传感器，能够便于在电磁阀头1的热气流出口位置进行安装。

本发明实施例还提供一种适用于上述任一实施例中电磁阀头升温测量方法的电磁阀头升温测量装置，电磁阀头升温测量装置包括：

组合阀上阀盖模拟柱3，用于支撑固定待检测的电磁阀头1；

热气流生成装置2，设置于组合阀上阀盖模拟柱3下方，用于产生向上的热气流；

第一温度测量装置4，设置于电磁阀头1的外侧，用于检测电磁阀头1的外侧的温度；

第二温度测量装置5，设置于电磁阀头1的线圈外表面，用于检测电磁阀头1的线圈外表面的温度；

第三温度测量装置6，设置于电磁阀头1的热气流出口位置，用于检测电磁阀头1的热气流出口位置的温度。

其中，组合阀上阀盖模拟柱3包括能够与电磁阀头1套接的固定筒31和与固定筒31固定且与电磁阀头1下端抵接的支撑板32，该支撑板32上设置有能够使热气流生成装置2产生的热气流通过的通孔。热气流生成装置2具体可采用热风机，设置于组合阀上阀盖模拟柱3下方。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种电磁阀头升温测量方法，其特征在于，用于满足控制棒内置式水压驱动技术的工程应用，该电磁阀头升温测量方法通过电磁阀头升温测量装置实现，所述电磁阀头升温测量装置包括：

组合阀上阀盖模拟柱，用于支撑固定待检测的电磁阀头；

第三温度测量装置，设置于电磁阀头的热气流出口位置，用于检测电磁阀头的热气流出口位置的温度；

所述电磁阀头升温测量方法包括以下步骤：

安装固定待测的电磁阀头，在电磁阀头下方设置热气流生成装置，热气流生成装置产生向上的热气流，该热气流能够穿过电磁阀头的中心通孔，模拟使用环境对电磁阀头产生的升温影响；

在所述电磁阀头的外侧设置第一温度测量装置、在所述电磁阀头的线圈外表面设置第二温度测量装置，所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置均布置有至少两个，各所述第一温度测量装置在所述电磁阀头的外侧沿所述电磁阀头的轴线方向排布，各所述第二温度测量装置在所述电磁阀头的线圈外表面沿所述电磁阀头的轴线方向排布，在所述电磁阀头的热气流出口设置第三温度测量装置，以保证电磁阀头的中心通孔内的温度不低于第三温度测量装置的测量温度；

启动所述热气流生成装置，所述热气流生成装置持续运行，所产生的热气流不断通过所述电磁阀头的中心通孔，对所述电磁阀头进行持续加热，所述热气流生成装置运行开始，所述电磁阀头的热气流出口位置的温度不断上升；

待所述第三温度测量装置测量的温度达到额定温度时，对所述电磁阀头进行额定恒流通电，所述电磁阀头自身产生热量，温度继续上升；

完成单次测量后关闭所述热气流生成装置和所述电磁阀头；

循环重复上述测量步骤多次，在完成一次测量后，待所述电磁阀头及试验设备冷却后再进行下一次测量，并且，在不同次的测量中，更换所述电磁阀头或试验设备。

2.根据权利要求1所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述完成单次测量的判断依据为：

3.根据权利要求2所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述固定的测量时间间隔不小于30min。

4.根据权利要求1所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述电磁阀头通过组合阀上阀盖模拟柱固定。

5.根据权利要求4所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述组合阀上阀盖模拟柱被配置为至少包括能够与所述电磁阀头套接的固定筒和与所述固定筒固定且与所述电磁阀头下端抵接的支撑板，所述支撑板上开设有能够使热气流通过的通孔。

6.根据权利要求1所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述热气流生成装置为热风机，所述热风机的出风口竖直向上。

7.根据权利要求1所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，将各所述第一温度测量装置和/或各所述第二温度测量装置布置为等间隔排布。

8.根据权利要求1所述的电磁阀头升温测量方法，其特征在于，所述第一温度测量装置和所述第二温度测量装置为热电阻温度传感器，所述第三温度测量装置为热电偶温度传感器。