DE3734912A1 - Induktive stroemungssonde zum messen der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigmetallstromes - Google Patents
Induktive stroemungssonde zum messen der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigmetallstromesInfo
- Publication number
- DE3734912A1 DE3734912A1 DE19873734912 DE3734912A DE3734912A1 DE 3734912 A1 DE3734912 A1 DE 3734912A1 DE 19873734912 DE19873734912 DE 19873734912 DE 3734912 A DE3734912 A DE 3734912A DE 3734912 A1 DE3734912 A1 DE 3734912A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- thermocouples
- pair
- amplifier
- differential amplifier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/56—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects
- G01F1/58—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using electric or magnetic effects by electromagnetic flowmeters
- G01F1/60—Circuits therefor
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/08—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect
- G01P5/083—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect by using electronic circuits for measuring the dynamoelectric effect
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P5/00—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft
- G01P5/08—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect
- G01P5/086—Measuring speed of fluids, e.g. of air stream; Measuring speed of bodies relative to fluids, e.g. of ship, of aircraft by measuring variation of an electric variable directly affected by the flow, e.g. by using dynamo-electric effect by using special arrangements and constructions for measuring the dynamo-electric effect
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C17/00—Monitoring; Testing ; Maintaining
- G21C17/02—Devices or arrangements for monitoring coolant or moderator
- G21C17/032—Reactor-coolant flow measuring or monitoring
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Measuring Volume Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Measuring Magnetic Variables (AREA)
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft eine induktive Strömungssonde nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Mit diesem Oberbegriff nimmt die Erfindung Bezug auf einen
Stand der Technik, wie er sich beispielsweise aus der DE-PS 26 32 042
ergibt.
Derartige Sonden werden zur Messung lokaler Geschwindigkeiten
in Flüssigmetallen eingesetzt, wie z. B. im Kreislauf eines natriumgekühlten
Kernreaktors, insbesondere im Bereich der
Brennelemente zur ständigen Kontrolle des Flüssigmetallstromes,
um lokale Überhitzungen zu vermeiden.
Eine permanentmagnetische Geschwindigkeitsmeßsonde für Flüssigmetalle
(Fig. 1) arbeitet nach dem Induktionsgesetz.
Durchströmt eine elektrisch leitfähige Flüssigkeit ein Magnetfeld
B mit von der Magnetfeldrichtung unterschiedlicher Strömungsrichtung,
so wird in der Flüssigkeit ein elektrisches
Feld erzeugt. Wird das elektrische Potential an zwei Punkten 1
und 2 des elektrischen Feldes abgegriffen, so ist die gemessene
Potentialdifferenz E₁₂ proportional zur Strömungsgeschwindigkeit
V. Es gilt daher:
E₁₂ = C₁(B×V)
wobei C₁ eine von den Stoffeigenschaften und der Geometrie der
Anordnung abhängige Proportionalitätskonstante ist, die im
konkreten Fall durch eine Kalibrierung bestimmt werden muß.
Die Kalibrierung kann auch nachträglich, d. h. nach dem Einbau
der Sonde am Einsatzort, erfolgen, wenn anstelle von einem
Permanentmagneten zwei oder mehr Permanentmagnete in Strömungsrichtung
angeordnet sind (Fig. 2). Bei dieser Anordnung
kann die Laufzeit τ m von Geschwindigkeitsschwankungen
zwischen zwei Magneten durch Korrelation der zugehörigen Sondensignale
bestimmt werden und hieraus, bei bekanntem Abstand
der Magnete, die mittlere Strömungsgeschwindigkeit.
Die Ausführung mit zwei oder mehr Magneten hat den Vorteil,
daß die durch Temperatureinfluß, Bestrahlung oder Alterung bedingte
Änderung der magnetischen Feldstärke und damit der Meßspannung
U jederzeit durch die beschriebene Kalibrierungsmethode
eliminiert werden kann.
Einzelheiten des Aufbaus und der Funktion derartiger Sonden
sind in einem Bericht des Kernforschungszentrums Karlsruhe
veröffentlicht (St. Müller, G. Thun. "Permanentmagnetische
Durchflußmeßsonde für flüssige Metalle", KfK 2479). Bei der
darin beschriebenen permanentmagnetischen Geschwindigkeitsmeßsonde
werden als Meßelektroden zwei Stahldrähte verwendet,
mit denen die durch die Strömungsgeschwindigkeit induzierte
Potentialdifferenz lokal abgegriffen wird. Unter der Voraussetzung,
daß zwischen den Meßelektroden keine Temperaturdifferenz
besteht, d. h. in der Strömung keine Temperaturgradienten
vorhanden sind, verändert sich das Sondensignal proportional
zur Strömungsgeschwindigkeit. Ist diese Voraussetzung nicht
erfüllt, z. B. in Kanalströmungen mit beheizter Wand oder in
Auftriebsströmungen, wird dem Sondensignal zusätzlich zu dem
Geschwindigkeitsanteil noch ein Temperaturanteil überlagert.
Der Temperaturanteil entspricht der thermoelektrischen Potentialdifferenz
zwischen den beiden Enden der Meßelektroden und
kann mehrfach größer sein als das Geschwindigkeitssignal. Da
die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Abgriffspunkten
nicht gemessen wird, kann der Temperaturanteil bei dieser Sondenbauart
nicht kompensiert werden.
Aus der Dissertation von T. von Weissenfluh "Turbulenter
Wärmetransport in flüssigem Natrium", ETH Zürich (1984), Diss.
ETH. Nr. 7464, ist ein permanentmagnetischer Geschwindigkeitsmesser
bekannt, bei dem eine Temperaturdifferenz
zwischen den Potentialabgriffspunkten zusätzlich gemessen werden
kann, wobei als Abgriffelektroden offene Cr/Al-Thermoelemente
eingesetzt werden. Dadurch wird eine Temperaturkompensation
des Sondensignals zwar prinzipiell möglich, erfordert jedoch
eine genaue Kenntnis der Seebeckkoeffizienten des
Meßelektrodenmaterials (Cromel und Alumel) und des Flüssigmetalls
(z. B. Natrium). Da die Seebeckkoeffizienten von der absoluten
Temperatur abhängen, muß diese Abhängigkeit bei einer
Temperaturkompensation des Sondensignals ebenfalls berücksichtigt
werden. Eine kontinuierliche Kompensation des Sondensignals
erfordert daher außer der Messung der Temperaturdifferenz
zwischen den Meßelektroden die ständige indirekte Messung einer
physikalischen Größe (des Seebeckkoeffizienten) von mindestens
zwei Materialien (Elektrodenmaterial und Flüssigmetall).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Sonde
soweit zu verbessern, daß sowohl der Einfluß des Temperaturgradienten
in der Strömung als auch der Einfluß der absoluten
Temperatur eliminiert werden, wobei die Geschwindigkeitsmessung
von dem Einfluß des temperaturabhängigen SEEBECK-Koeffizienten
unabhängig sein soll.
Diese Aufgabe wird mittels der im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1
angegebenen Merkmale gelöst.
Die übrigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen und
Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Sonde wieder.
Die neue Geschwindigkeitsmeßsonde unterscheidet sich von der
beschriebenen Bauart (Fig. 1) dadurch, daß zwei zusätzliche
Thermoelemente an nicht vom Magnetfeld beeinflußten Positionen
(3 und 4 in Fig. 3) in die Sonde eingefügt sind. Zum Abgriff
der Sondensignale werden entweder Thermoelemente mit geerdeter
Cr/Al-Meßspitze (Fig. 3) oder Dreileiterthermoelemente mit
isolierter Cr/Al-Meßspitze zur Temperaturmessung und mit einem
an der Meßspitze mit dem Thermoelementmantel verschweißten
Stahldraht (Fig. 4) eingesetzt.
Mit dieser Anordnung kann durch Messung von zwei Potentialdifferenzen
und vier Temperaturen eine vollständige Temperaturkompensation
erreicht werden.
Unter Einführung folgender Bezeichnungen
U = gemessene Signalspannung,
E = Geschwindigkeitsanteil der Signalspannung,
Δ T = Temperaturdifferenz zwischen den Meßpunkten,
S = Seebeckkoeffizient,
E = Geschwindigkeitsanteil der Signalspannung,
Δ T = Temperaturdifferenz zwischen den Meßpunkten,
S = Seebeckkoeffizient,
Indizes:
A = Alumelelektrode,
C = Cromelelektrode,
N = Flüssigmetall (Natrium),
S = Stahlelektrode,
1, 2, 3, 4 Meßpositionen
A = Alumelelektrode,
C = Cromelelektrode,
N = Flüssigmetall (Natrium),
S = Stahlelektrode,
1, 2, 3, 4 Meßpositionen
gilt für die Potentialdifferenzen zwischen den Elektrodenabgriffen
an den Meßpositionen 2 und 1 entsprechend der Sondenausführung
nach Fig. 3:
U₂₁ A = E₂₁ + Δ T₂₁ (S N - S A ) (1)
U₂₁ C = E₂₁ + Δ T₂₁ (S N - S C ) (2)
und bei der Ausführung mit Dreileiterthermoelementen nach
Fig. 4:
U₂₁ S = E₂₁ + Δ T₂₁ (S N - S S ) (3)
bzw. für die nicht vom Magnetfeld beeinflußte Meßpositionen 3
und 4
U₄₃ A = Δ T₄₃ (S N - S A ) (4)
U₄₃ C = Δ T₄₃ (S N - S C ) (5)
und
U₄₃ S = Δ T₄₃ (S N - S S ) (6)
Setzt man Gl. (4) in Gl. (1) bzw. Gl. (5) in Gl. (2) ein, so erhält
man:
und
bzw. für den Fall der Dreileiterthermoelemente
Aus den Gleichungen (7) und (8) kann das Verhältnis der Temperaturdifferenzen
Δ T₂₁/Δ T₄₃ eliminiert werden. Nach einigen
Rechenschritten erhält man für die temperaturunabhängige Signalspannung
Durch die Messung der 4 Spannungen U₂₁ A , U₂₁ C , U₄₃ A , U₄₃ C einer
Sonde der Ausführung nach Fig. 3 kann daher mit Gl. (10)
eine nur geschwindigkeitsabhängige Signalspannung E₂₁ berechnet
werden.
Fig. 5 zeigt das Prinzip der Signalaufbereitung für die Sondenausführung
A nach Fig. 3. Sie kann mit entsprechenden Analogbausteinen
realisiert werden. Es ist jedoch darauf zu achten,
daß rausch- und driftarme Verstärker 8, 9, 10, 12 eingesetzt
werden. Der dem Verstärker nachgeschaltete Tiefpaß 19
ist zur zeitlichen Mittelung eines fluktuierenden Sondensignals
erforderlich. Eine Zeitkonstante von 10 Sekunden ist für
die meisten Anwendungen ausreichend. Mit dem Grenzwert (GW)
kann die Temperaturdifferenz vorgewählt werden, unterhalb derer
die Temperaturkompensation entfallen kann.
Anstelle der Analogverstärker und Tiefpaßglieder können vorteilhaft
hochauflösende integrierende Digitalvoltmeter eingesetzt
und die digitalisierten Werte auf einem Rechner weiterverarbeitet
werden. Diese Art der Auswertung verbessert die
Meßgenauigkeit.
Für den Fall, daß zwischen den Meßpositionen 3 und 4 ein Temperaturgradient
von einigen K vorhanden ist, läßt sich Gl. (10)
ohne Schwierigkeit anwenden. Bei sehr kleinen Temperaturgradienten
(Δ T₄₃<0,1 K) wird die Auswertung nach Gl. (10)
jedoch ungenau, da dann Zähler und Nenner des Quotienten
U₄₃ A /U₄₃ C gleichzeitig gegen null gehen. Für kleine Änderungen
um einen festen Temperaturmittelwert können die Meßspannungen
U₄₃ A und U₄₃ C jedoch als zueinander proportional angesehen
werden. Unter Einführung einer dimensionslosen Proportionalitätskonstanten
C* kann daher
U₄₃ A = C* U₄₃ C (11)
gesetzt werden. Damit vereinfacht sich Gl. (10) zu
Eine Auswertung nach Gl. (12) ist möglich, wenn zuvor C* bei
einem Versuch mit größeren Temperaturgradienten bestimmt
wurde. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß C* zusätzlich
von der Absoluttemperatur abhängig ist.
Eine weitere Vereinfachung für die Bestimmung der Signalspannung
E₂₁ erhält man, wenn der Temperaturgradient zwischen den
Meßpositionen 1 und 2 zusätzlich verschwindet. In diesem Fall
hängen die Signalspannungen U₂₁ A und U₂₁ C nur noch von der Geschwindigkeit
ab und sind daher gleich groß.
U₂₁ A = U₂₁ C für Δ T₁₂ = 0 (13)
Damit geht Gl. (12) in die von Meßsonden ohne Temperaturkompensation
bekannten Beziehungen
E₂₁ = U₂₁ A (14a)
bzw.
E₂₁ = U₂₁ C (14b)
über.
Wie bereits erwähnt, wird die Auswertung mit Gl. (10) bei
kleinen Temperaturgradienten zwischen den Meßpositionen 3 und
4 ungenau. Um außerdem mögliche Schwierigkeiten bei der Bestimmung
der Proportionalitätskonstanten C* für die Auswertung
nach Gl. (12) infolge der zusätzlichen Abhängigkeit von der
Absoluttemperatur des Fluids zu umgehen, ist es für die praktische
Anwendung zweckmäßig, eine untere Grenze für die Sondenspannung
U₄₃ C vorzugeben, z. B. U₄₃ C =4 µV. Ergibt die Messung
kleinere Werte als 4 µV für die Sondenspannung U₄₃ C , so
ist die Auswertung entsprechend Gl. (14a) oder (14b) vorzunehmen,
d. h. die Temperaturkompensation entfällt. Das Ergebnis
ist dann um so genauer, je kleiner der Temperaturgradient an
der Sonde ist. Die Festlegung der unteren Grenze, oberhalb
derer die Auswertung nach Gl. (10) vorgenommen werden sollte,
hängt zum einen von der zu messenden Strömungsgeschwindigkeit
bzw. von der Empfindlichkeit des Sondensignals bezüglich der
Strömungsgeschwindigkeit ab und zum anderen von der Güte der
Temperaturmessung. Eine hohe Auflösung und Genauigkeit der
Temperaturmeßeinrichtung ermöglicht die Vorgabe einer niederen
unteren Grenze, eine kleine Strömungsgeschwindigkeit bzw. eine
geringe Geschwindigkeitsempfindlichkeit der Sonde erfordert
diese.
Für die praktische Messung ist es daher auch von Vorteil, wenn
nicht der Momentanwert, sondern ein mit ausreichender Integrationszeit
gebildeter Temperaturmittelwert zur Auswertung
herangezogen wird.
Eine weitere Möglichkeit, die temperaturunabhängige
Signalspannung E₂₁ mit einer Sonde der Bauform A nach Fig. 3
zu bestimmen, besteht darin, die Temperaturdifferenzen Δ T₂₁
und Δ T₄₃ zusätzlich zu je zwei gleichartigen Sondenspannungen
in den beiden Meßebenen (U₂₁ A , U₄₃ A oder U₂₁ C , U₄₃ C ) zu messen
(Fig. 6). Diese Form der Auswertung kann auch bei Sonden der
Bauform B nach Fig. 4 verwendet werden, wenn zusätzlich zu
den genannten Temperaturdifferenzen T₂₁ und T₄₃ die Sondenspannungen
U₂₁ S und U₄₃ S gemessen werden (Fig. 7).
Für die Temperaturdifferenzen an den Meßpositionen 2 und 1
bzw. 4 und 3 gilt (U 1/2/3/4AC ist die Thermospannung der
Meßposition)
T₂₁ ∼ (U₂ AC - U₁ AC ) (15a)
und
T₄₃ ∼ (U₄ AC - U₃ AC ) (15b)
sowie für das Verhältnis der beiden Temperaturdifferenzen
Einsetzen von Gl. (16) in die Gleichungen (7), (8), (9) liefert
die Beziehungen:
In den Gleichungen (17) bis (19) gehen für abnehmende Temperaturgradienten
sowohl die Sondenspannungen in der Meßebene 43
(U₄₃ A , U₄₃ C , U₄₃ S ) als auch gegen null. Für die den Temperaturgradienten in der Meßebene
43 proportionalen Sondenspannungen gilt:
U₄₃ A,C,S = k A,C,S · (U₄ AC - U₃ AC ) (20)
Die Proportionalitätsfaktoren k A , k C oder k S lassen sich
durch Kalibrierung bestimmen, sind aber ebenfalls von der Absoluttemperatur
abhängig wie die Konstante C* in Gl. (11).
Deshalb gilt die im Zusammenhang mit Gl. (10) und Gl. (12) erwähnte
Vorgehensweise bei der praktischen Messung auch hier.
Als Vorteil der Sondenausführung A nach Fig. 3 gilt, daß bei
Verwendung von Cr/Al-Thermoelementen mit geerdeter Meßspitze
der Ort des Potentialabgriffs und der Temperaturmessung zusammenfällt.
Nachteil dieser Bauart ist es jedoch, daß das Eindringen
von Flüssigmetall in die Meßspitze, und damit eine
Verlagerung des tatsächlichen Meßortes, nicht detektiert werden
kann. Dies könnte das Meßergebnis verfälschen, ohne daß es
nachweisbar wäre.
Diesen Nachteil vermeidet die Sondenausführung B nach Fig. 4,
da durch Messung des Isolationswiderstandes der T I -Meßstelle
das Eindringen von Flüssigmetall leicht festgestellt
werden kann. Allerdings sind bei dieser Ausführung die Meßstellen
für das elektrische Potential und die Temperaturmeßstellen
räumlich getrennt, was sich ggf. nachteilig auf die
Meßgenauigkeit auswirkt. Außerdem steht bei der Ausführung
nach Fig. 4 jeweils nur eine Meßelektrode an jeder Thermoelementposition
zur Verfügung. Daher besitzt die Sondenausführung
entsprechend Fig. 3 zwar eine geringere Zahl von
Elektrodenzuführungen, ist aber bezügl. der Messung der
überlagerten Sondensignale (Geschwindigkeit+Temperatur)
redundanter als die Ausführung nach Fig. 4.
Bezugszeichen:
1, 2 Thermoelementpaar
3, 4 weiteres Thermoelementpaar
5 Sondenrohr
6 Permanentmagnet
7 Stahldraht
8 erster Differenzverstärker
9 zweiter Differenzverstärker
10 dritter Differenzverstärker
12 vierter Differenzverstärker
13 Signalverarbeitungseinheit
14 Differenzverstärker
15 fünfter Differenzverstärker
16 sechster Differenzverstärker
17 erste Schalteinheit
18 zweite Schalteinheit
19 Tiefpaßfilter
21 erste Verstärkereinheit
22 zweite Verstärkereinheit
23 dritte Verstärkereinheit
24 vierte Verstärkereinheit
3, 4 weiteres Thermoelementpaar
5 Sondenrohr
6 Permanentmagnet
7 Stahldraht
8 erster Differenzverstärker
9 zweiter Differenzverstärker
10 dritter Differenzverstärker
12 vierter Differenzverstärker
13 Signalverarbeitungseinheit
14 Differenzverstärker
15 fünfter Differenzverstärker
16 sechster Differenzverstärker
17 erste Schalteinheit
18 zweite Schalteinheit
19 Tiefpaßfilter
21 erste Verstärkereinheit
22 zweite Verstärkereinheit
23 dritte Verstärkereinheit
24 vierte Verstärkereinheit
Claims (9)
1. Induktive Strömungssonde zum Messen der lokalen
Strömungsgeschwindigkeit eines Flüssigmetallstromes, bestehend
aus einem einseitig verschlossenen Sondenrohr, das in
den Flüssigmetallstrom eingesetzt ist, mit mindestens einem
im Sondenrohr angeordneten und quer zur Hauptstromrichtung
magnetisierten Permanentmagneten, dessen Magnetfeld ein
Thermoelementpaar (1, 2) ausgesetzt ist und mit einer Auswerteschaltung
zum Bestimmen der lokalen temperaturkompensierten
Geschwindigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß im
Sondenrohr mindestens ein weiteres Thermoelementpaar (3, 4)
in einem vom Magnetfeld dieses Permanentmagneten nicht beeinflußten
Bereich angeordnet ist.
2. Induktive Strömungssonde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßköpfe der Thermoelementpaare (1, 2 u.
3, 4) mit dem Sondenrohr fest verbindbar sind.
3. Induktive Strömungssonde nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßköpfe der Thermoelementpaare (1, 2
u. 3, 4) mit je einem Stahldraht elektrisch leitend verbunden
sind, mit dem im Bereich des zugehörigen Meßkopfes das
elektrische Potential gemessen wird.
4. Induktive Strömungssonde nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Thermoelementpaare (1, 2 u.
3, 4) Cr/Al-Meßspitzen aufweisen.
5. Auswerteschaltung für die induktive Strömungssonde nach Anspruch 1,
mit Verstärkereinheiten für die Meßspannungen der
Thermoelemente und einer Signalaufbereitungseinheit zur Ermittlung
des temperaturkompensierten Geschwindigkeitssignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die dem vom Magnetfeld beeinflußten Thermoelementpaar (1, 2) zugeordnete erste Verstärkereinheit (21) für die Meßspannung U₂₁ A an dem einen thermoelektrisch gleichen Leiterpaar (A₁, A₂) einen ersten Differenzverstärker (8) und für die Meßspannung U₂₁ C an dem anderen thermoelektrisch gleichen Leiterpaar (C₁, C₂) einen zweiten Differenzverstärker (9) aufweist,
- - die dem vom Magnetfeld nicht beeinflußten Thermoelementpaar
(3, 4) zugeordnete zweite Verstärkereinheit (22)
für die Meßspannung U₄₃ A an dem einen thermoelektrisch
gleichen Leiterpaar (A₃, A₄)
einen dritten Differenzverstärker (10) und für die Meßspannung U₄₃ C an dem anderen thermoelektrisch gleichen Leiterpaar (C₃, C₄) einen vierten Differenzverstärker (12) aufweist und - - die Signalverarbeitungseinheit (13) analoge Schaltungselemente enthält, mit denen durch Verknüpfung der verstärkten Meßspannungen der Thermoelemente ein der Geschwindigkeit proportionales Signal E₂₁ ermittelt wird.
6. Auswerteschaltung für die induktive Strömungssonde nach Anspruch 2,
mit Verstärkereinheiten für die Meßspannungen der
Thermoelemente und einer Signalverarbeitungseinheit zur Ermittlung
des temperaturkompensierten Geschwindigkeitssignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die den Thermoelementen (1, 2, 3, 4) zugeordnete dritte Verstärkereinheit (23) für jede der Thermospannungen (U₁ AC , U₂ AC , U₃ AC , U₄ AC ) einen Differenzverstärker (14) aufweist,
- - die dem vom Magnetfeld beeinflußten Thermoelementpaar (1, 2) zugeordnete erste Verstärkereinheit (21) einen ersten Differenzverstärker (8) aufweist, auf den eingangsseitig, entweder die Meßspannung U₂₁ A des einen thermoelektrisch gleichen Leiterpaares (A₁, A₂) oder die Meßspannung U₂₁ C des anderen thermoelektrisch gleichen Leiterpaares (C₁, C₂) mittels einer ersten Schalteinheit (17) geschaltet ist,
- - die dem vom Magnetfeld nicht beeinflußten Thermoelementpaar (3, 4) zugeordnete zweite Verstärkereinheit (22) einen dritten Differenzverstärker (10) aufweist, auf den eingangsseitig entweder die Meßspannung U₄₃ A des einen thermoelektrisch gleichen Leiterpaares (A₃, A₄) oder die Meßspannung U₄₃ C des anderen thermoelektrisch gleichen Leiterpaares (C₃, C₄) mittels einer zweiten Schalteinheit (18) geschaltet ist und
- - die Signalverarbeitungseinheit (13) analoge Schaltungselemente enthält, mit denen durch Verknüpfung der verstärkten Meßspannungen die Thermoelemente ein der Geschwindigkeit proportionales Signal E₂₁ ermittelt wird.
7. Auswerteschaltung für die induktive Strömungssonde nach Anspruch 3,
mit Verstärkereinheiten für die Meßspannungen der
Thermoelemente und einer Signalverarbeitungseinheit zur Ermittlung
des temperaturkompensierten Geschwindigkeitssignals,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - die den Thermoelementen (1, 2, 3, 4) zugeordnete dritte Verstärkereinheit (2) für jede der Thermospannungen (U₁ AC , U₂ AC , U₃ AC , U₄ AC ) einen Differenzverstärker (14) aufweist und eine vierte Verstärkereinheit (24) enthält, mit
- - einem fünften Differenzverstärker (15) zur Messung der Potentialdifferenz (U₂₁ S ) zwischen den Bereichen der Meßköpfe des dem Magnetfeld ausgesetzten Thermoelementpaares (1, 2) und
- - einem sechsten Differenzverstärker (16) zur Messung der Potentialdifferenz (U₄₃ S ) zwischen den Bereichen der Meßköpfe des vom Magnetfeld nicht beeinflußten Thermoelementpaares (3, 4) vorgesehen sind, und
- - die Signalverarbeitungseinheit (13) analoge Schaltelemente enthält, mit denen durch Verknüpfung der verstärkten Thermospannungen (U₁ AC , U₂ AC , U₃ AC , U₄ AC ) und der Potentialdifferenzen (U₂₁ S , U₄₃ S ) ein der Geschwindigkeit proportionales Signal E₂₁ ermittelt wird.
8. Auswerteschaltung nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen den Ausgängen der Verstärkereinheiten
und den Eingängen der Signalverarbeitungseinheit
(13) Tiefpaßfilter (19) angeordnet sind.
9. Auswerteschaltung nach den Ansprüchen 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Signalverarbeitungseinheit (13) aus
Analog-Digital-Umsetzern für die Meßsignale und einer digitalen
Datenverarbeitungsanlage zum Ermitteln der Geschwindigkeit
besteht.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873734912 DE3734912A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Induktive stroemungssonde zum messen der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigmetallstromes |
FR8812663A FR2622015B1 (fr) | 1987-10-15 | 1988-09-28 | Sonde inductive d'ecoulement pour mesurer la vitesse d'ecoulement d'un ecoulement de metal liquide, notamment dans un circuit d'un reacteur nucleaire refroidi au sodium |
JP63257443A JPH01244372A (ja) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | 液状金属の局所的流速の測定用誘導形流速測定プローグ及び評価回路 |
US07/257,700 US4967603A (en) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | Inductive flow probe for measuring the flow velocity of a stream of liquid metal |
GB8824152A GB2211298B (en) | 1987-10-15 | 1988-10-14 | Inductive flow probe for measuring the flow velocity of a stream of liquid metal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873734912 DE3734912A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Induktive stroemungssonde zum messen der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigmetallstromes |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3734912A1 true DE3734912A1 (de) | 1989-04-27 |
DE3734912C2 DE3734912C2 (de) | 1993-07-08 |
Family
ID=6338390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19873734912 Granted DE3734912A1 (de) | 1987-10-15 | 1987-10-15 | Induktive stroemungssonde zum messen der stroemungsgeschwindigkeit eines fluessigmetallstromes |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4967603A (de) |
JP (1) | JPH01244372A (de) |
DE (1) | DE3734912A1 (de) |
FR (1) | FR2622015B1 (de) |
GB (1) | GB2211298B (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2256490A (en) * | 1991-06-06 | 1992-12-09 | Schlumberger Ltd | Flow meter |
JP4201594B2 (ja) * | 2000-08-23 | 2008-12-24 | マイクロ−エプシロン・メステヒニク・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カー・ゲー | 信号検出器の制御および評価を行う回路機構および方法 |
DE102004019189B3 (de) * | 2004-04-16 | 2005-08-18 | Krohne Ag | Magnetisch-induktives Durchflußmeßverfahren und magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät |
RU2489683C1 (ru) * | 2011-12-29 | 2013-08-10 | Открытое акционерное общество "Государственный научный центр Научно-исследовательский институт атомных реакторов" | Вихревой электромагнитный преобразователь расхода жидкого металла |
CN113884136B (zh) * | 2021-09-29 | 2024-07-12 | 西安交通大学 | 一种分离式温度速度耦合电势探针及制备和测量方法 |
CN114088228A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-25 | 中国科学院大学 | 强磁场条件下金属流体速度场和温度场的测量装置和方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3942377A (en) * | 1973-07-27 | 1976-03-09 | Arkady Savelievich Ginzburg | Electromagnetic flowmeter |
DE2632042C3 (de) * | 1976-07-16 | 1980-10-09 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Induktive Strömungssonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und des Gasvolumenanteils eines Flüssigmetallstromes |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3672206A (en) * | 1968-07-24 | 1972-06-27 | Hitachi Ltd | Oxygen densitometer for liquid metals |
US3701280A (en) * | 1970-03-18 | 1972-10-31 | Daniel Ind Inc | Method and apparatus for determining the supercompressibility factor of natural gas |
US3724268A (en) * | 1970-08-28 | 1973-04-03 | Atomic Power Dev Ass Inc | Metering apparatus for nuclear reactors |
DE2213760C2 (de) * | 1972-03-22 | 1974-01-17 | Danfoss As | Vorrichtung zum Messen von in Warmwasser-Heizungsanlagen verbrauchten Wärmemengen |
US3824456A (en) * | 1973-02-23 | 1974-07-16 | Atomic Energy Commission | Magnetometer flowmeter using permanent magnets and magnetometer elements aligned with the flow |
DE2448945A1 (de) * | 1974-10-15 | 1976-04-29 | Interatom | Induktiver durchflussmesser |
US4033830A (en) * | 1976-03-17 | 1977-07-05 | The Foxboro Company | On-line amperometric analysis system and method incorporating automatic flow compensation |
JPS5937495A (ja) * | 1982-08-25 | 1984-02-29 | 株式会社日立製作所 | 電導性流体の流速、温度および音響を検出するためのセンサ並びに検出装置 |
US4736798A (en) * | 1986-05-16 | 1988-04-12 | Halliburton Company | Rapid cycle annulus pressure responsive tester valve |
DE3632800A1 (de) * | 1986-09-26 | 1988-04-07 | Flowtec Ag | Nach dem coriolisprinzip arbeitendes massendurchflussmessgeraet |
-
1987
- 1987-10-15 DE DE19873734912 patent/DE3734912A1/de active Granted
-
1988
- 1988-09-28 FR FR8812663A patent/FR2622015B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-14 US US07/257,700 patent/US4967603A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-10-14 JP JP63257443A patent/JPH01244372A/ja active Pending
- 1988-10-14 GB GB8824152A patent/GB2211298B/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3942377A (en) * | 1973-07-27 | 1976-03-09 | Arkady Savelievich Ginzburg | Electromagnetic flowmeter |
DE2632042C3 (de) * | 1976-07-16 | 1980-10-09 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Induktive Strömungssonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und des Gasvolumenanteils eines Flüssigmetallstromes |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
St. Müller, G. Thun: Permanentmagn. Durchflußmeß- sonde für flüssige Metalle, Bericht des Kernfor- schungsz. Karlsruhe, KfK 2479 * |
T. von Weissenfluh: Turbulenter Wärmetransport in flüssigem Natrium, ETH Zürich (1984), Diss. ETH. Nr. 7464 * |
US-Z.: The Review of Scientific Instruments, Vol. 39(1968), S. 1710-1713 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2622015A1 (fr) | 1989-04-21 |
FR2622015B1 (fr) | 1993-02-05 |
GB2211298B (en) | 1991-10-23 |
DE3734912C2 (de) | 1993-07-08 |
GB2211298A (en) | 1989-06-28 |
JPH01244372A (ja) | 1989-09-28 |
US4967603A (en) | 1990-11-06 |
GB8824152D0 (en) | 1988-11-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0783700B1 (de) | Messanordnung zur messung eines elektrischen stromes | |
EP0106204B1 (de) | Schaltung mit Hall-Feldsonde | |
DE202013011690U1 (de) | Messwiderstand | |
DE3019808C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Messen des Spaltes zwischen zwei einander gegenüberstehenden Oberflächen | |
DE69205146T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Gasdurchflussmessung. | |
DE3322942C2 (de) | Schaltung zur Messung der magnetischen Induktion mit einer Hall-Feldsonde | |
WO1995025959A1 (de) | Stromstärkemessgerät | |
DE2632042C3 (de) | Induktive Strömungssonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und des Gasvolumenanteils eines Flüssigmetallstromes | |
DE3734912C2 (de) | ||
DE2225356A1 (de) | Durchflussmesser fuer elektrisch leitende fluessigkeiten | |
DE19813890A1 (de) | Verfahren zur Strommessung | |
EP2844957A2 (de) | Magnetisch-induktives durchflussmessgerät | |
DE3634053C2 (de) | ||
EP1929262B1 (de) | Anordnung zur messung der lokalen elektrischen impedanz und der temperatur in fluiden | |
DE10012938C2 (de) | Anordnung zur Messung der lokalen elektrischen Leitfähigkeit und Temperatur in Fluiden | |
DE2852904A1 (de) | Durchflussmesseinrichtung | |
DE2143552C3 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Messen elektrischer Parameter | |
DE910091C (de) | Einrichtung zur Messung der elektrischen Leitfaehigkeit von Fluessigkeiten | |
DE102019110876A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Sonde eines thermischen Durchflussmessgeräts und ein thermisches Durchflussmessgerät mit einer solchen Sonde | |
DE2207790C2 (de) | Verfahren zur Kompensation der Temperaturabhangigkeit der Meßgroße bei der Messung der elektrischen Leit fahigkeit von Flüssigkeiten und Ein richtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE1473863C3 (de) | Vorrichtung zum Ausmessen metallisch umkleideter Hohlräume | |
DE2143552A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur messung der elektrischen parameter eines nebengeschlossenen stromkreisabschnitts | |
DE1673377C (de) | Auswertegerät fur Hitzdrahtanemo meter | |
DE1673377B2 (de) | Auswertegerät für Hitzdrahtanemometer | |
DE4008577A1 (de) | Einrichtung zum messen lokaler stroemungsgeschwindigkeiten in fluessigen metallen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |