RU2736410C1 - Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736410C1 RU2736410C1 RU2019143006A RU2019143006A RU2736410C1 RU 2736410 C1 RU2736410 C1 RU 2736410C1 RU 2019143006 A RU2019143006 A RU 2019143006A RU 2019143006 A RU2019143006 A RU 2019143006A RU 2736410 C1 RU2736410 C1 RU 2736410C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid metal
- analysed
- rod
- thermocouple
- technical problem
- Prior art date
Links
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 230000005676 thermoelectric effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 3
- 229910001006 Constantan Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005678 Seebeck effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical group [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01K7/00—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements
- G01K7/02—Measuring temperature based on the use of electric or magnetic elements directly sensitive to heat ; Power supply therefor, e.g. using thermoelectric elements using thermoelectric elements, e.g. thermocouples
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения полей температуры и ее статистических характеристик в среде жидкого металла, например в потоках жидкометаллического теплоносителя, в каналах охлаждения перспективных ядерных и термоядерных установок, или в замкнутых емкостях при изучении процессов турбулентного переноса путем перемешивания жидкого металла. Техническая задача, решаемая изобретением в части устройства - обеспечение контакта электрода с рабочей жидкостью в произвольной точке исследуемой области канала или замкнутого объема, достигается тем, что известное устройство для осуществления предлагаемого способа, содержащее измерительную систему, сосуд Дьюара, шток, один из двух электродов термопары, установленный на одном конце штока, и механизм перемещения, установленный на другом конце штока, устройство ввода штока в исследуемую область, согласно изобретению снабжено отводной трубкой, соединяющей исследуемый жидкий металл с гильзой с гермовводом, расположенной вне емкости с жидким металлом, помещенной в сосуд Дьюара, второй из электродов термопары через гермоввод также введен в гильзу с исследуемым жидким металлом. Техническая задача, решаемая изобретением в части способа - минимизация искажений, вносимых измерительным элементом. Техническая задача достигается тем, что в известном способе определения температурных характеристик жидкого металла, основанном на использовании термоэлектрического эффекта (термопары), в качестве первого электрода выбран исследуемый жидкий металл. Технический результат - повышение надежности определения температуры в среде жидкого металла за счет отсутствия необходимости в создании громоздкого датчика из двух разнородных металлов посредством сварки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для измерения полей температуры и ее статистических характеристик в среде жидкого металла, например в потоках жидкометаллического теплоносителя, в каналах охлаждения перспективных ядерных и термоядерных установок, или в замкнутых емкостях при изучении процессов турбулентного переноса путем перемешивания жидкого металла.
Ближайшим прототипом является полезная модель, описанная в работе «Шарнирный зонд для исследования полей температуры и скорости в потоках жидкометаллических теплоносителей», патент RU 157153 U1 от 20.11.2015.
Это устройство для измерения температуры и скорости основано на применении классической термопары в разных вариациях и представляет собой зонд с датчиком на конце, который вводится в поток теплоносителя навстречу течению. Координатный механизм, установленный на другом конце, перемещает датчик в двух взаимно перпендикулярных направлениях, позиционируя датчик в любую точку сечения потока за счет рычажного механизма. Зонд позволяет получать подробные поля температуры или скорости в зависимости от датчика.
Недостатком такой конструкции является: сложность изготовления миниатюрного датчика, пригодного по размерам для измерений в замкнутых объемах или в каналах с относительно небольшими размерами. Течение электропроводной жидкости в магнитном поле накладывает ограничения на размер датчика из-за возникновения «переднего следа», который искажает показания датчика, а в замкнутом объеме жидкости с нулевой усредненной по объему скоростью слишком большой датчик вносит возмущение в окружающую среду.
Техническая задача, решаемая изобретением в части способа - минимизация искажений вносимых измерительным элементом. Техническая задача достигается тем, что в известном способе определения температурных характеристик жидкого металла, основанным на использовании термоэлектрического эффекта (термопары), в качестве первого электрода выбран исследуемый жидкий металл.
Техническая задача, решаемая изобретением в части устройства - обеспечение контакта электрода с рабочей жидкостью в произвольной точке исследуемой области канала или замкнутого объема и достигается тем, что известное устройство для осуществления предлагаемого способа, содержащее измерительную систему, сосуд Дьюара, шток, один из двух электродов термопары, установленный на одном конце штока и механизм перемещения, установленный на другом конце штока, устройство ввода штока в исследуемую область, согласно изобретению, снабжено отводной трубкой, соединяющей исследуемый жидкий металл с гильзой с гермовводом, расположенную вне емкости с жидким металлом, помещенную в сосуд Дьюара, второй из электродов термопары через гермоввод также введен в гильзу с исследуемым жидким металлом.
Технический результат - повышение надежности определения температуры в среде жидкого металла за счет отсутствия необходимости в создании громоздкого датчика из двух разнородных металлов посредством сварки.
Сущность изобретения поясняется чертежом. Один из двух электродов термопары - 1, закрепленный на одном конце штока 2, установленный в измеряемой области с помощью устройства для ввода - 3. Жидкий металл соединен с гильзой - 4, находящейся в сосуде Дьюара - 5 с помощью отводной трубки - 6. Показания с места контакта электрода 1 и жидкого металла передаются на измерительную систему - 7, путем введения контакта через гермоввод 8. Механизм перемещения - 9, устанавливается на другом конце штока. Гильза и элементы устройства ввода изготавливаются из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т. Материал соединительной трубки выбирается в зависимости от жидкого металла. Если это ртуть, галлий или другие металлы с низкой температурой плавления, то возможно использования гибких шлангов из дюрита и др. с высокой степенью герметичности подключения. Если это металл с высокой температурой плавления, то трубку необходимо изготавливать из металла. Толщина вводимого электрода составляет порядка 10 мкм. Электрод изготавливается из твердого проводника, например капель или константан и закрепляется на штоке с помощью высокотемпературного клея. Из-за опасности выпадения примесей, электрод покрывается слоем меди толщиной несколько микрон с помощью напыления.
Электрод, закрепленный на штоке с одного конца с помощью устройства ввода, устанавливается в исследуемой области и с помощью механизма перемещения позиционируется в соответствии с программой эксперимента в заданную точку. Затем исследуемая область заполняется жидким металлом, который через соединительную трубку попадает в гильзу, находящуюся в сосуде Дьюара с тающим льдом. В месте контакта жидкого металла и электрода возникает термо-ЭДС в соответствии с эффектом Зеебека и после подачи питания на измерительную систему этот сигнал по компенсационным проводам передается на измерительную систему, затем электрод перемещается в следующую точку. Надежность измеряемых данных обеспечивается миниатюрностью электрода, а безопасность при работе с жидким металлом - герметичностью конструкции.
Claims (2)
1. Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла, основанный на использовании термоэлектрического эффекта в термопаре, отличающийся тем, что в качестве одного из двух электродов термопары выбран исследуемый жидкий металл.
2. Устройство для осуществления предлагаемого способа, содержащее измерительную систему, сосуд Дьюара, шток, один из двух электродов термопары, установленный на одном конце штока, и механизм перемещения, установленный на другом конце штока, устройство ввода штока в исследуемую область, отличающееся тем, что оно снабжено отводной трубкой, соединяющей исследуемый жидкий металл с гильзой с гермовводом, расположенной вне емкости с жидким металлом, помещенной в сосуд Дьюара, второй из электродов термопары через гермоввод также введен в гильзу с исследуемым жидким металлом.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143006A RU2736410C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2019143006A RU2736410C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2736410C1 true RU2736410C1 (ru) | 2020-11-16 |
Family
ID=73460740
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2019143006A RU2736410C1 (ru) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2736410C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU649965A1 (ru) * | 1976-09-07 | 1979-02-28 | Институт черной металлургии | Устройство дл определени температуры и состава жидкого металла |
| SU767564A1 (ru) * | 1979-01-18 | 1980-09-30 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина | Устройство дл замера температуры жидкого металла |
| SU831802A1 (ru) * | 1979-07-17 | 1981-05-23 | Центральный Ордена Трудового Красногознамени Научно-Исследовательский Ин-Ститут Черной Металлургии Им. И.П.Бардина | Устройство дл непрерывного измерени ТЕМпЕРАТуРы жидКОй СТАли |
| JPS601561A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Yamazato Erekutoronaito Kk | 溶鋼試料採取兼凝固点測定装置 |
-
2019
- 2019-12-23 RU RU2019143006A patent/RU2736410C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU649965A1 (ru) * | 1976-09-07 | 1979-02-28 | Институт черной металлургии | Устройство дл определени температуры и состава жидкого металла |
| SU767564A1 (ru) * | 1979-01-18 | 1980-09-30 | Центральный Ордена Трудового Красного Знамени Научно-Исследовательский Институт Черной Металлургии Им.И.П.Бардина | Устройство дл замера температуры жидкого металла |
| SU831802A1 (ru) * | 1979-07-17 | 1981-05-23 | Центральный Ордена Трудового Красногознамени Научно-Исследовательский Ин-Ститут Черной Металлургии Им. И.П.Бардина | Устройство дл непрерывного измерени ТЕМпЕРАТуРы жидКОй СТАли |
| JPS601561A (ja) * | 1983-06-17 | 1985-01-07 | Yamazato Erekutoronaito Kk | 溶鋼試料採取兼凝固点測定装置 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| "ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ НА КОНТАКТАХ. ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЗЕЕБЕКА". МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ номер 2-12 ПО КУРСУ "ОБЩАЯ ФИЗИКА" ПО ТЕМЕ "ЭЛЕКТРИЧЕСТВО И МАГНЕТИЗМ" ДЛЯ СТУДЕНТОВ ВСЕХ НАПРАВЛЕНИЙ И СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ, НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ, ТОМСК 2016, стр. 6-10. Найдено в Интернет URL: http://portal.tpu.ru/departments/kafedra/of/student/metod/Electricity/2-12.pdf. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6390670B1 (en) | Temperature sensing device for metering fluids | |
| US3797310A (en) | Temperature sensing device | |
| US2446283A (en) | Flow measuring device | |
| RU2371685C1 (ru) | Калориметр переменной температуры с изотермической оболочкой | |
| CN106500798B (zh) | 一种通过导热块导热的分段加热式多点热电偶液位探测器 | |
| US3167956A (en) | Calorimetric probe | |
| US7650783B2 (en) | Thermal mass flow meter | |
| US6352361B1 (en) | Temperature sensing device for metering fluids | |
| RU2736410C1 (ru) | Способ определения температурных характеристик в среде жидкого металла и устройство для его осуществления | |
| US3417617A (en) | Fluid stream temperature sensor system | |
| CN106768159B (zh) | 一种核电站反应堆堆芯液位探测器 | |
| Ohse et al. | An assessment of the melting, boiling, and critical point data of the alkali metals | |
| US3323362A (en) | Positive displacement flowmeter | |
| CN104048767A (zh) | 条形箔式瞬态辐射热流计 | |
| RU2633405C1 (ru) | Устройство для измерений теплопроводности | |
| Khalil et al. | Experimental measurement of void fraction in cryogenic two phase upward flow | |
| EP3280986B1 (en) | System and method for monitoring hydrogen flux | |
| CN202421102U (zh) | 测定气体导热系数的装置 | |
| CN213779305U (zh) | 一种温度传感器安装固定结构 | |
| RU196379U1 (ru) | Измеритель полей температуры и скорости жидкости в замкнутом пространстве | |
| CZ287276B6 (en) | Probe for measuring conductivity in liquids or multicomponent mixtures | |
| CN212842374U (zh) | 一种具有液位报警及预测功能的低温恒温器 | |
| CN206339281U (zh) | 一种通过导热块导热的分段加热式多点热电偶液位探测器 | |
| CN214251092U (zh) | 一种集流量计和温度传感器为一体的检测器 | |
| RU157153U1 (ru) | Шарнирный зонд для измерения полей температуры и скорости |