RU196379U1

RU196379U1 - TEMPERATURE FIELD METER AND LIQUID SPEED METER IN AN ENCLOSED SPACE

Info

Publication number: RU196379U1
Application number: RU2019129122U
Authority: RU
Inventors: Иван Александрович Беляев; Наталья Юрьевна Пятницкая; Валентин Георгиевич Свиридов; Евгений Валентинович Свиридов; Петр Готлобович Фрик
Priority date: 2019-09-16
Filing date: 2019-09-16
Publication date: 2020-02-26

Abstract

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для измерения полей скорости и температуры жидкости в большом объеме, например в топливных баках, в хранилищах топлива, в плавильных печах и т.д., где движение жидкости может быть самопроизвольным или создаваться искусственно. Например - перемешивание расплава жидкого металла МГД-методом с целью получения гомогенного сплава свинца и лития применительно к термоядерным реакторам-токамакам. Заявлено устройство для измерения полей температуры и жидкости в замкнутом объеме, содержащее в себе чувствительные элементы с механизмом вращения. Заявленное устройство снабжено прикрепленной к механизму вращения рамной конструкцией с закрепленными и натянутыми на ней неподвижными металлическими струнами, на которых размещены чувствительные элементы с проводами, закрепленными вдоль струн. Технический результат - произвольное размещение большого количества миниатюрных датчиков в замкнутом объеме жидкости. 1 ил.The proposed utility model relates to the field of measurement technology and is intended to measure the fields of velocity and temperature of a liquid in a large volume, for example, in fuel tanks, in fuel storages, in melting furnaces, etc., where the movement of the liquid can be spontaneous or created artificially. For example, mixing a liquid metal melt by the MHD method in order to obtain a homogeneous alloy of lead and lithium as applied to tokamak fusion reactors. A device for measuring temperature and liquid fields in a closed volume, containing sensitive elements with a rotation mechanism, is claimed. The claimed device is equipped with a frame structure attached to the rotation mechanism with fixed metal strings fixed and stretched over it, on which sensitive elements with wires fixed along the strings are placed. EFFECT: arbitrary placement of a large number of miniature sensors in a closed volume of liquid. 1 ill.

Description

Предлагаемая полезная модель относится к области измерительной техники и предназначена для измерения полей скорости и температуры жидкости в большом объеме, например в топливных баках, в хранилищах топлива, в плавильных печах и т.д., где движение жидкости может быть самопроизвольным или создаваться искусственно. Например - перемешивание расплава жидкого металла МГД-методом с целью получения гомогенного сплава свинца и лития применительно к термоядерным реакторам-токамакам.The proposed utility model relates to the field of measurement technology and is intended to measure the fields of velocity and temperature of a liquid in a large volume, for example, in fuel tanks, in fuel storages, in melting furnaces, etc., where the movement of the liquid can be spontaneous or created artificially. For example, mixing a liquid metal melt by the MHD method in order to obtain a homogeneous alloy of lead and lithium as applied to tokamak fusion reactors.

Ближайшим прототипом является полезная модель, описанная в работе «Микротермопарный зонд для трехмерных измерений полей температуры в неизотермических потоках жидких металлов», патент RU 188 420 U1 от 11.04.2019. Этот зонд представляет собой шток, к которому приварена державка с закрепленными на ней термопарами. Зонд перемещается в продольном и вращательном направлении с помощью механизмов, находящихся на другом конце от термопар.The closest prototype is a utility model described in the work “Microthermal probe for three-dimensional measurements of temperature fields in non-isothermal flows of liquid metals”, patent RU 188 420 U1 from 04/11/2019. This probe is a rod to which a holder is welded with thermocouples attached to it. The probe moves in the longitudinal and rotational directions using mechanisms located at the other end of the thermocouples.

Недостатком такой конструкции является то, что в объеме жидкости с нулевой усредненной по объему скоростью такой зонд будет вносить возмущения в окружающую среду за счет слишком громоздкой конструкции державки и самих чувствительных элементов и, следовательно, существенно искажать измеряемые величины.The disadvantage of this design is that in a volume of liquid with a zero velocity averaged over the volume, such a probe will perturb the environment due to the too bulky design of the holder and the sensitive elements themselves and, therefore, significantly distort the measured values.

Таким образом, прототип не позволяет проводить измерения в большом объеме (неподвижном) жидкости.Thus, the prototype does not allow measurements in a large volume (fixed) fluid.

Техническая задача, решаемая полезной моделью - произвольное размещение большого количества миниатюрных датчиков в замкнутом объеме жидкости.The technical problem solved by the utility model is the arbitrary placement of a large number of miniature sensors in a closed fluid volume.

Технический результат достигается тем, что известный измерительный прибор, содержащий в себе чувствительные элементы с механизмом вращения, согласно полезной модели снабжен прикрепленной к механизму вращения рамной конструкцией с закрепленными и натянутыми на ней неподвижными металлическими струнами, на которых размещены чувствительные элементы с проводами, закрепленными вдоль струн.The technical result is achieved by the fact that the known measuring device, which contains sensitive elements with a rotation mechanism, according to a utility model, is equipped with a frame structure attached to the rotation mechanism with fixed and tensioned fixed metal strings, on which sensitive elements are placed with wires fixed along the strings .

Техническим результатом является возможность размещения рамной конструкции в исследуемой области и обеспечение ее поворота вокруг оси. Следствием достижения технического результата является получение подробных результатов измерений скорости, температуры и др. в любом количестве точек большого объема жидкости, в зависимости только от набора чувствительных элементом.The technical result is the possibility of placing the frame structure in the studied area and ensuring its rotation around the axis. The consequence of achieving a technical result is the receipt of detailed results of measurements of speed, temperature, etc. in any number of points of a large volume of liquid, depending on only a set of sensitive elements.

Сущность полезной модели поясняется чертежом. Измеритель представляет собой некоторое количество чувствительных элементов - 1, установленных на натянутые и закрепленные струны - 2, с помощью рамной конструкции - 3. Провода для передачи показаний - 4 с чувствительных элементов, протянуты и прикреплены вплотную вдоль струн. Механизм вращения - 5 установлен на конце рамной конструкции с помощью механической передачи. Основные детали механизмов изготавливаются из нержавеющей стали 12Х18Н10Т. Прикрепление проводов для передачи сигнала может осуществляться разными способами, например с помощью высокотемпературного клея. Толщина струн и проводов составляет около 0.125 мм.The essence of the utility model is illustrated in the drawing. The meter consists of a number of sensitive elements - 1, mounted on tensioned and fixed strings - 2, using a frame structure - 3. Wires for transmitting readings - 4 from sensitive elements, are stretched and attached closely along the strings. The rotation mechanism - 5 is installed at the end of the frame structure using a mechanical transmission. The main parts of the mechanisms are made of stainless steel 12X18H10T. Attaching wires for signal transmission can be carried out in various ways, for example using high-temperature glue. The thickness of the strings and wires is about 0.125 mm.

Рамная конструкция - 3 с установленными на нее струнами - 2 и чувствительными элементами - 1, помещается в емкость с исследуемой жидкостью. Механизм вращения - 5 установленный на одном конце рамной конструкции - 3, обеспечивает ее поворот вокруг своей оси за счет механической передачи. После начала измерений сигнал поступает по проводам для передачи показаний - 4. Надежность измеряемых данных обеспечивается миниатюрностью конструкции чувствительных элементов - 1 и струн с закрепленными на них проводами для передачи сигналов - 4.The frame structure - 3 with strings - 2 installed on it and sensitive elements - 1, is placed in a container with the studied liquid. The rotation mechanism - 5 mounted on one end of the frame structure - 3, provides its rotation around its axis due to mechanical transmission. After the start of measurements, the signal enters through wires for transmitting readings - 4. Reliability of the measured data is ensured by the miniature design of the sensitive elements - 1 and strings with wires attached to them for transmitting signals - 4.

Claims

A meter of temperature and fluid velocity fields in a closed volume, containing sensitive elements and a rotation mechanism, characterized in that it is equipped with a frame structure attached to the rotation mechanism with fixed and stretched fixed metal strings on it, on which sensitive elements are placed with wires fixed along the strings.