FR2622015A1 - 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 - Google Patents
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Abstract
a) Sonde inductive d'écoulement pour mesurer la vitesse d'écoulement d'un écoulement de métal liquide, notamment dans un circuit d'un réacteur nucléaire refroidi au sodium. b) Caractérisée en ce qu'au moins une autre paire de thermo-éléments 3, 4 est disposée dans le tube de sonde, dans une zone non influencée par le champ magnétique de cet aimant permanent. c) L'invention concerne une sonde inductive d'écoulement pour mesurer la vitesse d'écoulement d'un écoulement de métal liquide, notamment dans un circuit d'un réacteur nucléaire refroidi au sodium.
Description
"Sonde inductive d'écoulement pour mesurer la vitesse
d'écoulement d'un écoulement de métal liquide, notam-
ment dans un circuit d'un réacteur nucléaire refroidi
au sodium."
L'invention concerne une sonde inductive
d'écoulement pour mesurer la vitesse locale d'écoule-
ment d'un métal liquide, sonde constituée par un tube
de sonde fermé d'un côté qui est placé dans l'écoule-
ment de métal liquide, avec au moins un aimant perma-
nent disposé dans ce tube de sonde et magnétisé trans-
versalement par rapport à la direction principale d'é-
coulement, une paire de thermo-éléments étant exposée
au champ magnétique de cet aimant et un circuit d'ex-
ploitation étant prévu pour déterminer la vitesse d'é-
coulement locale compensée en température.
Par ce préambule, l'invention se réfère à un état de la technique tel qu'il résulte par exemple du
document DE-PS 26 32 042.
De telles sondes sont mises en oeuvre pour mesurer des vitesses locales dans des métaux liquides, tels que par exemple, dans le circuit d'un réacteur nucléaire refroidi au sodium, notamment dans la zone des éléments combustibles pour permettre un contrôle
permanent de l'écoulement du métal liquide, afin d'é-
viter des surchauffes locales.
Une sonde à aimant permanent pour la mesure
de la vitesse d'écoulement de métaux liquides fonc-
tionne selon les lois de l'induction. Si un liquide
électriquement conducteur, traverse un champ magnéti-
que B avec une direction d'écoulement différente de la direction du champ magnétique, un champ électrique est engendré dans le liquide. Si le potentiel électrique est prélevé en deux points 1 et 2 du champ électrique,
la différence de potentiel mesurée E12 est proportion-
nelle à la vitesse d'écoulement V. On a, en conséquen-
ce: E12 = Cl ( B x V) C1 étant une constante de proportionnalité
dépendant des propriétés de la substance et de la géo-
métrie de la disposition, cette constante pouvant être
déterminée dans un cas concret par un étalonnage.
Cet étalonnage peut, également, s'effectuer ultérieurement, c'est-à-dire après l'installation de la sonde à l'endroit o elle est mise en oeuvre,
lorsqu'au lieu d'un aimant permanent, deux ou plu-
sieurs aimants permanents sont disposés dans la direc-
tion d'écoulement (figure 2). Dans cette disposition, le temps de parcours Ci de fluctuations de la vitesse
entre deux aimants, peut être déterminé par corréla-
tion des signaux de sonde correspondants et, à partir de là, pour une distance connue des aimants, on peut
déterminer la vitesse d'écoulement moyenne.
La réalisation avec deux ou plusieurs ai-
mants présente l'avantage que la variation de l'inten-
sité du champ magnétique et donc de la tension de me-
sure U, dûe à l'influence de la température, à l'irra-
diation ou au vieillissement, peut être éliminée à
tout moment par la méthode d'étalonnage décrite.
Des détails de la construction et du fonc-
tionnement de telles sondes sont publiés dans un rap-
port du Kernforschungzentrums Karlsruhe (St. MUller, G.Thun. "Permanentmagnetische Durchflussmesssonde fur fl ssige Metalle", KfK 2479) . Dans la sonde à aimant permanent de mesure de la vitesse d'écoulement décrite dans ce rapport, on utilise, en tant qu'électrode de mesure, deux fils d'acier grâce auxquels la différence de potentiel induite par la vitesse d'écoulement, est prélevée localement. Dans l'hypothèse qu'entre les électrodes de mesure il n'y ait aucune différence de température, c'est-à-dire qu'il n'y ait aucun gradient
de température dans l'écoulement, le signal de la son-
de se modifie proportionnellement à la vitesse d'écou-
lement. Si cette hypothèse n'est pas satisfaite, par exemple dans des écoulements de canaux avec parois chaudes ou bien dans des écoulements ascensionnels, une composante de température est superposée au signal
de la sonde en supplément de la composante de vitesse.
Cette composante de température correspond à la diffé-
rence de potentiel thermo-électrique entre les deux
extrémités des électrodes de mesure et peut être plu-
sieurs fois plus importante que le signal de vitesse.
Comme la différence de température entre les deux points de prélèvement n'est pas mesurée, la composante de température dans ce type de construction de sonde
ne peut pas être compensée.
Par la thèse de doctorat de von T. von Weis-
senfluh "Turbulenter Wârmetransport in fl ssigem Na-
trium", ETH Zurich (1984), ETH. Nr. 7464, on connaît un dispositif de mesure à aimant permanent et de la vitesse dans lequel une différence de température peut être en outre mesurée entre les points de prélèvement de potentiel, des thermo-éléments Cr/Al ouverts étant
mis en oeuvre en tant qu'électrodes de prélèvement.
Ainsi, une compensation de température du signal de
sonde est certes, en principe possible, mais elle exi-
ge cependant une connaissance exacte des coefficients
de Seebeck du matériau des électrodes de mesure (Cro-
mel et Alumel) et du métal liquide (par exemple du so-
dium). Comme les coefficients de Seebeck dépendent de la température absolue, cette dépendance doit égale- ment être prise en compte lors d'une compensation en
température du signal de sonde. Une compensation con-
tinue du signal de sonde exige en conséquence, en de-
hors de la mesure de la différence de température en-
tre les électrodes de mesure, la mesure indirecte per-
manente d'une grandeur physique (du coefficient de
Seebeck) d'au moins deux matériaux (matériau des élec-
trodes et métal liquide).
L'invention a pour but d'améliorer la sonde connue dans une mesure telle qu'aussi bien l'influence
des gradients de température dans l'écoulement, qu'é-
galement aussi l'influence de la température absolue, soient éliminées, la mesure de la vitesse d'écoulement
devant alors être indépendante de l'influence du coef-
ficient de Seebeck lui même dépendant de la températu-
re.
Ce but est atteint, conformément à l'inven-
tion, en ce qu'au moins une autre paire de thermo-
éléments est disposée dans le tube de sonde, dans une
zone non influencée par le champ magnétique de cet ai-
mant permanent.
Des perfectionnements avantageux et d'autres
formes de réalisation de la sonde conforme à l'inven-
tion sont caractérisés en ce que:
- les têtes de mesure des paires de thermo-
éléments sont susceptibles d'être rendues solidaires du tube de sonde;
- les têtes de mesure des paires de thermo-
éléments sont chacune reliées de façon électriquement
conductrices avec un fil d'acier grâce auquel le po-
tentiel électrique est mesuré dans la zone de la tête de mesure correspondante; - les paires de thermo-éléments comportent
des pointes de mesure en Cr/Al.
L'invention concerne également un circuit d'exploitation pour la sonde inductive d'écoulement, avec des unités d'amplification pour les tensions de
mesure des thermo-éléments et avec une unité de prépa-
ration de signaux pour déterminer le signal de vitesse compensée en température, caractérisé en ce que: - la première unité d'amplification, associée à la
paire de thermo-éléments influencée par le champ ma-
gnétique, comporte pour la tension de mesure sur la première paire de conducteurs thermo-électriquement identiques, un premier amplificateur différentiel, et pour la tension de mesure sur l'autre paire de
conducteurs thermo-électriquement identiques, un se-
cond amplificateur différentiel, - la. deuxième unité d'amplification, associée à la paire de thermo-éléments non influencée par le champ magnétique, comporte pour la tension de mesure sur
la première paire de conducteurs thermo-
électriquement identiques, un troisième amplifica-
teur différentiel et pour la tension de mesure sur l'autre paire de conducteurs thermo-électriquement identiques, un quatrième amplificateur différentiel,
- l'unité de traitement de signaux comprend des élé-
ments de commutation analogiques grâce auxquels, par combinaison des tensions de mesure amplifiées des
thermo-éléments, un signal, proportionnel à la vi-
tesse, est déterminé.
Selon une autre caractéristique de l'inven-
tion, - la troisième unité d'amplification, associée aux
thermo-éléments, comporte un amplificateur différen-
tiel pour chacune des tensions thermiques,
- la première unité d'amplification associée à la pai-
re de thermo-éléments influencée par le champ magné-
tique, comporte un premier amplificateur différen-
tiel sur lequel est branchée, côté entrée, au moyen d'une première unité de commutation, soit la tension
de mesure de la première paire de conducteurs ther-
mo-électriquement identiques, soit la tension de me-
sure de l'autre paire de conducteurs thermo-
électriquement identiques,
- la deuxième unité d'amplification associée à la pai-
re de thermo-éléments non influencée par le champ
magnétique, comporte un troisième amplificateur dif-
férent:el sur lequel est branchée, côté entrée, au moyen d'une deuxième unité de commutation, soit la
tension de mesure de la première paire de conduc-
teurs thermo-électriquement identiques, soit la ten-
sion de mesure de l'autre paire de conducteurs ther-
mo-électriquement identiques,
- l'unité de traitement de signaux comporte des élé-
mer.nts de circuits analogiques grâce auxquels par combinaison des tensions de mesure amplifiées des
thermo-léments, un signal proportionnel à la vites-
se d'écoulement est déterminé.
Selon une autre caractéristique de l'inven-
tion: - la troisième unité d'amplification associée aux thermo-éléments comporte pour chacune des tensions
thermiques, un amplificateur différentiel et com-
prend une quatrième unité d'amplification, - un cinquième amplificateur différentiel étant prévu pour mesurer la différence de potentiel entre les
zones des têtes de mesure de la paire de thermo-
éléments exposée au champ magnétique, - un sixième amplificateur différentiel étant prévu pour mesurer la différence de potentiel entre les
zones des têtes de mesure de la paire de thermo-
éléments non influencée par le champ magnétique,
- l'unité de traitement de signaux comportant des élé-
ments de commutation analogiques grâce auxquels par combinaison des tensions thermiques amplifiées et
des différences de potentiel, un signal proportion-
nel à la vitesse est déterminé.
Selon une autre caractéristique de l'inven-
tion, entre les sorties des unités d'amplification et des entrées de l'unité de traitement de signaux,
sont disposés des filtres passe-bas.
Enfin, selon une autre caractéristique de l'invention, l'unité de traitement de signaux est
constituée par des convertisseurs analogiques-
numériques pour les signaux de mesure et par une installation de traitement numérique de données pour
déterminer la vitesse.
La nouvelle sonde de mesure de la vitesse d'écoulement se différencie du type de construction
décrit (figure 1) en ce que deux thermo-éléments sup-
plémentaires sont introduits dans la sonde dans des positions non influencées par le champ magnétique (3 et 4 sur la figure 3). Pour le prélèvement des signaux de sonde, on met en oeuvre, soit des thermoéléments
avec des pointes de mesure Cr/Al mises à la terre (fi-
gure 3) ou bien des thermo-éléments à trois conduc-
teurs avec des pointes de mesure Cr/Al isolées pour mesurer la température et avec un fil d'acier soudé
sur la pointe de mesure avec l'enveloppe du thermo-
élément (figure 4).
Grâce à cette disposition, on peut, en mesu-
rant deux différences de potentiel et quatre tempéra-
tures, obtenir une compensation complète en températu-
re.
En introduisant les désignations suivantes: U = tension de signal mesurée, E = composante vitesse de la tension de signal,
AT = différence de température entre les points de me-
sure, S = coefficient de Seebeck indices: A = électrode en alumel C = électrode en cromel N = métal liquide (sodium) S = électrode en acier, 1, 2, 3, 4 = positions de mesure On a pour les différences de potentiel entre les électrodes de prélèvement dans les positions de
mesure 2 et 1, de façon correspondante à la réalisa-
tior. de la sonde selon la figure 3:
U2^A = E21 + A T21 (SN - SA) (1)
U2-C = E2 + A T21 (SN - Sc) (2)
et dans le cas de la réalisation avec des thermo-
éléments à trois conducteurs selon la figure 4: U2 s = E2 + A T21 ( SN Ss) (3)
ou bien pour les positions de mesure 3 et 4, non in-
fluencées par le champ magnétique:
U43A = A T43 (SN - SA) (4)
U43c = A T43 (SN - SC) (5) et U43S = A T43 (SN - Ss) (6) Si l'on introduit l'égalité (4) dans l'égalité (1) ou bien l'égalité (5) dans l'égalité (2), on obtient:
E21 = U21A - U43A X A T? (7)
et A (8) E21 = U21c - U43c xA T3 (8) à T43
ou bien dans le cas des thermo-éléments à trois con-
ducteurs: E21 =U21s - U43S x l T (9) A T43 A partir des égalités (7) et (8) le rapport des distances de températures A T21/ A T43 peut être éliminé. Après quelques étapes de calcul, on obtient -pour la tension de signal indépendante de la tempéra- ture. UL3 U21A - U21C u
E21 = -4 (10)
U43c En mesurant les quatre tensions U21A, U21C, U43A, U43C, d'une sonde réalisée selon la figure 3, on peut en conséquence, grâce à l'égalité (10) calculer une tension de signal E2, dépendant uniquement de la vitesse.
La figure 5 montre le principe de la prépa-
ration du signal pour la réalisation A de la sonde se-
lon la figure 3. Elle peut être réalisée avec des com-
posants analogiques appropriés. Mais il y a toutefois
lieu de veiller à ce que l'on mette en oeuvre des am-
plificateurs 8, 9, 10, 12 de faible bruit et de faible dérive. Le filtre passe-bas 19 branché à la suite de l'amplificateur, est nécessaire pour la pondération dans le temps d'un signal de sonde fluctuant. Une constante de temps de 10 secondes est suffisante pour la plupart des applications. Avec la valeur limite
(GW) on peut présélectionner la différence de tempéra-
ture au-dessous de laquelle la compensation de tempé-
rature peut être supprimée.
Au lieu des amplificateurs analogiques des filtres passe-bas, on peut avantageusement mettre en
oeuvre des voltmètres numériques intégrant à haute ré-
solution et les valeurs mises sous forme numérique re-
çoivent un complément de traitement sur un calcula-
teur. Ce mode d'exploitation améliore la précision de
la mesure.
Dans le cas o entre les positions de mesure 3 et 4, on a un gradient de température de quelques K,
l'égalité (10) peut être appliquée sans difficulté.
Pour de très faibles gradients de température ( à T43 < 0,1 K), l'exploitation selon l'égalité (10) est tou-
tefois imprécise, car alors le compteur et le dénomi-
nateur du quotient U43A/U43C tendent simultanément vers zéro. Pour de petites modifications autour d'une valeur moyenne fixe de la température, les tensions de mesure U43A et U43C peuvent toutefois être considérées
comme étant proportionnelles l'une à l'autre. En in-
troduisant une constante de proportionnalité sans di-
mension C*, on peut en conséquence poser:
U43A = C* U43C (11)
Ainsi, l'égalité (10) se simplifie pour de-
venir:
E21 1U2'A - U'C (12)
I - C*
L'évaluation selon l'égalité (12) est possi-
ble lorsque C* a été au préalable déterminé lors d'un
essai avec des gradients de température très impor-
tants. Il y a toutefois lieu de veiller, dans ce cas, à ce que C* est en outre dépendant de la température absolue.
Une autre simplification pour la détermina-
tion de la tension de signal E21 est obtenue lorsque
le gradient de température disparaît entre les condi-
tions de mesure 1 et 2. Dans ce cas, les tensions de signal U21A et U2,c ne dépendent plus que la vitesse
et sont, en conséquence, de même grandeur.
U21A = U21C pour a T12 = 0 (13) Ainsi, l'égalité (12) se transforme en les relations
connues de sondes de mesure sans compensation de tem-
pérature E2, = U21A (14a) ou bien E21 = U21C (14b)
Comme déjà mentionné, l'évaluation avec l'é-
galité (10) dans le cas de faibles gradients de tempé-
rature entre les positions de mesure 3 et 4, est im-
précise. Pour éviter en outre, des difficultés possi-
bles lors de la détermination de la constante de pro-
portionnalité C* pour l'évaluation selon l'égalité (12) par suite de la dépendance supplémentaire de la température absolue du fluide, il est avantageux, pour
l'application pratique, de prédéfinir une limite infé-
rieure pour la tension de sonde U43c, par exemple: U43c = 4 gV. Si la mesure donne pour la tension de sonde U,3c, des valeurs plus petites que 4 pV, on doit procéder à l'évaluation selon l'égalité (14a) ou bien (14b), c'est-à-dire que la compensation en température est supprimée. Le résultat est alors d'autant plus précis que le gradient de température sur la sonde est plus faible. La détermination de la limite inférieure au- dessus de laquelle l'évaluation doit s'opérer selon
l'égalité (10) dépend, d'une part, de la vitesse d'é-
coulement à mesurer ou bien de la sensibilité du si-
gnal de sonde par rapport à la vitesse d'écoulement
et, d'autre part, de la qualité de la mesure de tempé-
rature. Une résolution et une précision élevées du
dispositif de mesure de la température, permet de pré-
définir une limite inférieure plus basse, une vitesse d'écoulement réduite ou bien une faible sensibilité de
la sonde pour la vitesse qui l'exige.
Pour la mesure pratique, il est en con-
séquence également avantageux, de faire appel pour l'évaluation, non pas à la valeur momentanée, mais à une valeur moyenne de la température formée avec un
temps d'intégration suffisant.
Une autre possibilité pour déterminer la tension de signal E21 dépendant de la température, avec une sonde de la forme de construction A selon la
figure 3, consiste à mesurer les différences de tempé-
rature à T221 et à T43 en supplément à deux tensions de sondes de même type dans les deux plans de mesure (U21A, U43A, OU bien U21c, U43C), (figure 6). Cette forme d'évaluation peut également être utilisée dans le cas de sondes de la forme de construction B selon la figure 4, lorsque, en supplément aux différences de températures mentionnées T21 et T43, les tensions de
sondes U2s et U43s sont mesurées (figure 7).
* Pour les différences de température aux po-
sitions de mesures 2 et 1, ou bien 4 et 3, on a (U1/2/314 AC étant la tension thermique de la position de mesure): T21 (U2AC - U1AC) (15a) et T43 (U4Ac - U3AC) (15b) tandis que pour le rapport des deux différences de température, on a:
à T2. = U2AC - U!AC (16)
A T43 U4AC - U3AC
L'introduction de l'égalité (16) dans les égalités (7), (E), (9) donne les relations suivantes:
E2= U21A - U43A U2AC - UóAC (17)
U4AC - U3AC
E2, = U21C - 43 U3x U2AC UAC (18)
U2AZ - U3AC
U2AC - UA
E21 = U21S - U43S x UAC - UAC (19)
U4AC -USAC
Dans les égalités (17) à (19), pour les gra-
dients de température décroissants, les tensions de sondes dans le plan de mesure 43 (U43A, U43C, U43S), comme également le numérateur et le dénominateur du
quotient, tendent vers zéro. Pour les tensions de son-
de proportionnelles aux gradients de température dans le plan de mesure 43, on a: U43A,C,S = kA,c,S (U4Ac - U3AC) (20) Les facteurs de proportionnalité kA, kc ou ks peuvent être déterminés par étalonnage, mais ils sont également dépendants de la température absolue
comme la constante C* dans l'égalité (11). En con-
séquence, on a également ici, pour la mesure pratique,
la façon de procéder évoquée en corrélation avec l'é-
galité (10) et l'égalité (12).
Un avantage de la réalisation A de la sonde selon la figure 3 est que, lors de l'utilisation de thermo-éléments Cr/A1 avec des pointes de mesure mises à la terre, l'endroit du prélèvement de potentiel et
celui de la mesure de température coïncident. L'incon-
vénient de ce type de construction est toutefois que
la pénétration de métal liquide dans la pointe de me-
sure, et donc un décalage de l'endroit o se fait ef-
fectivement la mesure, ne peut pas être détecté. Cela pourrait fausser le résultat de la mesure sans qu'on
puisse le contrôler.
La réalisation B de la sonde, selon la figu-
re 4, évite cet inconvénient, car grâce à la mesure de la résistance d'isolation de l'emplacement de mesure
TI, la pénétration de métal liquide peut être facile-
ment constatée. Cependant, dans le cas de cette réali-
sation, les emplacements de mesure pour le potentiel électrique et pour la mesure de la température, sont séparés spatialement, ce qui a éventuellement un effet désavantageux sur la précision de la mesure. En outre, dans le cas de la réalisation selon la figure 4, il n'y a respectivement qu'une seule électrode de mesure disponible à chaque position de thermo-élément. En
conséquence, la réalisation de la sonde, selon la fi-
gure 3, comporte certes un nombre plus réduit de con-
ducteurs allant aux électrodes, mais en ce qui concer-
ne la mesure des signaux de sondes superposés (vitesse plus température), elle est plus redondante que la
réalisation selon la figure 4.
Claims (9)
1.- Sonde inductive d'écoulement pour mesu-
rer la vitesse locale d'écoulement d'un écoulement de métal liquide, sonde constituée par un tube de sonde fermé d'un côté qui est placé dans l'écoulement de mé-
tal liquide, avec au moins un aimant permanent dispo-
sé dans ce tube de sonde et magnétisé transversalement par rapport à la direction principale d'écoulement, une paire de thermo-éléments (1, 2) étant exposée au
champ magnétique de cet aimant et un circuit d'exploi-
tation étant prévu pour déterminer la vitesse d'écou-
lement locale compensée en température, sonde caracté-
risée en ce qu'au moins une autre paire de thermo-
éléments (3, 4) est disposée dans le tube de sonde, dans une zone non influencée par le champ magnétique
de cet aimant permanent.
2.- Sonde inductive d'écoulement selon la revendication 1, caractérisée en ce que les têtes de mesure des paires de thermo-éléments (1, 2 et 3, 4) sont susceptibles d'être rendues solidaires du tube de sonde.
3.- Sonde inductive d'écoulement selon l'une
quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en
ce que les têtes de mesure des paires de thermo-
éléments (1, 2 et 3, 4) sont chacune reliées de façon électriquement conductrice, avec un fil d'acier grâce auquel le potentiel électrique est mesuré dans la zone
de la tête de mesure correspondante.
4.- Sonde inductive d'écoulement selon l'une
quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en
ce que les paires de thermo-éléments (1, 2 et 3, 4)
comportent des pointes de mesure en Cr/Al.
5.- Circuit d'exploitation pour la sonde in-
ductive d'écoulement selon la revendication 1, avec des unités d'amplification pour les tensions de mesure des thermo-éléments et avec une unité de préparation
de signaux pour déterminer le signal de vitesse com-
pensée en température, circuit caractérisé en ce que: - la première unité d'amplification (21), associée à la paire de thermo-éléments (1, 2) influencée par le champ magnétique, comporte pour la tension de mesure UZ1A sur la première paire de conducteurs (A1, A2)
thermo-électriquement identiques, un premier ampli-
ficateur différentiel (8), et pour la tension de me-
sure U21c sur l'autre paire de conducteurs (Cl, Cz)
thermo-électriquement identiques, un second amplifi-
cateur différentiel (9).
- la deuxième unité d'amplification (22), associée à la paire de thermoéléments (3, 4) non influencée par le champ magnétique, comporte pour la tension de mesure U43A sur la première paire de conducteurs
(A3, A4) thermo-électriquement identiques, un troi-
sième amplificateur différentiel (10) et pour la
tension de mesure U43C sur l'autre paire de conduc-
teurs (C3, C4) thermo-électriquement identiques, un quatrième amplificateur différentiel (12), - l'unité de traitement de signaux (13) comprend des éléments de commutation analogiques grâce auxquels, par combinaison des tensions de mesure amplifiées des thermo-éléments, un signal E21, proportionnel à
la vitesse, est déterminé.
6.- Circuit d'exploitation pour la sonde in-
ductive d'écoulement selon la revendication 2, avec des unités d'amplification pour les tensions de mesure
des thermo-éléments et une unité de traitement de si-
gnaux pour déterminer le signal de vitesse compensée en température, circuit caractérisé en ce que: - la troisième unité d'amplification (23), associée
aux thermo-éléments (1, 2, 3, 4), comporte un ampli-
ficateur différentiel (14) pour chacune des tensions thermiques (UMAC, U2AC, U3AC, U4AC), - la première unité d'amplification (21) associée à la paire de thermo-éléments (1, 2) influencée par le champ magnétique, comporte un premier amplificateur différentiel (8) sur lequel est branchée, côté en- trée, au moyen d'une première unité de commutation (17) , soit la tension de mesure U21A de la première paire de conducteurs (A1, A2) thermo-électriquement
identiques, soit la tension de mesure U21c de l'au-
tre paire de conducteurs (Ci, C2) thermo-
électriquement identiques.
- la deuxième unité d'amplification (22) associée à la paire de thermoéléments (3, 4) non influencée par
le champ magnétique, comporte un troisième amplifi-
cateur différentiel (10) sur lequel est branchée,
côté entrée, au moyen d'une deuxième unité de commu-
tation (18), soit la tension de mesure U43A de la
première paire de conducteurs (A3, A4) thermo-
électriquement identiques, soit la tension de mesure
U43C de l'autre paire de conducteurs (C3, C4) ther-
mo-électriquement identiques, - l'unité de traitement de signaux (13') comporte les éléments de circuits analogiques grâce auxquels, par combinaison des tensions de mesure amplifiées des thermo-éléments, un signal E2, proportionnel à la
vitesse d'écoulement est déterminé.
7.- Circuit d'exploitation pour la sonde in-
ductive d'écoulement selon la revendication 3, avec des unités d'amplification pour les tensions de mesure des thermo-éléments et avec une unité de traitement de signaux pour déterminer le signal de vitesse compensée en température, circuit d'exploitation caractérisé en ce que: la troisième unité d'amplification (23) associée aux thermo-éléments (1, 2, 3, 4) comporte pour chacune des tensions thermiques (U1ACI U2ACI U3AC, U4AC) un
amplificateur différentiel (14) et comprend une qua-
trième unité d'amplification (24), - un cinquième amplificateur différentiel (15) étant prévu pour mesurer la différence de potentiel (U21s) entre les zones des têtes de mesure de la paire de thermo-éléments (1, 2) exposés au champ magnétique, - un sixième amplificateur différentiel (16) étant prévu pour mesurer la différence de potentiel (U43s) entre les zones des têtes de mesure de la paire de thermo-éléments (3, 4) non influencés par le champ magnétique. - l'unité de traitement de signaux (13) comportant des éléments de commutation analogiques grâce auxquels, par combinaison des tensions thermiques amplifiées
(U'Ac, U2AC, U3AC, U4AC) et des différences de po-
tentiel (U21s, U43s) un signal E2: proportionnel à
la vitesse est déterminé.
8.- Circuit d'exploitation selon l'une quel-
conque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce
que, entre les sorties des unités d'amplification et des entrées de l'unité de traitement de signaux (13),
sont disposés des filtres passe-bas (19).
9.- Circuit d'exploitation selon l'une quel-
conque des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que
l'unité de traitement de signaux (13) est constituée par des convertisseurs analogiques-numériques pour les
signaux de mesure et par une installation de traite-
ment numérique de données pour déterminer la vitesse.
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|---|---|---|---|---|
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| DE102004019189B3 (de) * | 2004-04-16 | 2005-08-18 | Krohne Ag | Magnetisch-induktives Durchflußmeßverfahren und magnetisch-induktives Durchflußmeßgerät |
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| 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 |
|---|---|---|---|---|
| US3724268A (en) * | 1970-08-28 | 1973-04-03 | Atomic Power Dev Ass Inc | Metering apparatus for nuclear reactors |
| DE2632042B2 (de) * | 1976-07-16 | 1980-01-31 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Induktive Strömungssonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und des Gasvolumenanteils eines Flüssigmetallstromes |
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| 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 |
| 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 |
| US3942377A (en) * | 1973-07-27 | 1976-03-09 | Arkady Savelievich Ginzburg | Electromagnetic flowmeter |
| 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 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3724268A (en) * | 1970-08-28 | 1973-04-03 | Atomic Power Dev Ass Inc | Metering apparatus for nuclear reactors |
| DE2632042B2 (de) * | 1976-07-16 | 1980-01-31 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Induktive Strömungssonde zum Messen der Strömungsgeschwindigkeit und des Gasvolumenanteils eines Flüssigmetallstromes |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| M]LLER et al "Permanent magnet flowmeter probes, sensors for instrumentation of LMFBRs" Kernforschungszentrum Karlsruhe, Institut f}r reaktorbauelemente, 1982, Deutschland * |
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| DE3734912A1 (de) | 1989-04-27 |
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