利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置及方法制造方法及图纸

利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置及方法，属于多相流动测试技术领域；该装置分两部分，可视化部分与γ射线密度计部分；可视化部分包括有机玻璃段与高速摄像机；γ射线密度计部分包括γ源，铅罐，计数器系统，环状装置和移动平台。铅罐用于放置γ源并对γ射线束准直；计数器系统由γ射线探测器，数字成型能谱仪主机，和仪器供电电源组成，用于探测γ射线，对射线信息处理与储存，进而得到流体空泡份额。环状装置实现对管道的360度测量，移动平台保证了对管道不同位置快速方便的测量，管道上的有机玻璃管段实现了两相流型的可视化；该发明专利技术能够真实反映管道内气液两相流空泡份额，对多项流系统的监测具有重要的实际应用价值。

Device and method for measuring void fraction of fluid by combining gamma ray with visualization

The device and method for measuring the void fraction of fluid by combining gamma-ray and visualization belong to the field of multiphase flow measurement technology. The device consists of two parts: visualization part and gamma-ray densitometer part; visualization part includes plexiglass section and high-speed camera; gamma-ray densitometer part includes gamma source, lead tank, counter system, ring device and mobile platform. Lead tank is used to place gamma source and collimate gamma ray beam. The counter system is composed of gamma ray detector, main computer of digital forming spectrometer and power supply of instrument. It is used to detect gamma ray, process and store ray information, and then obtain the void fraction of fluid. The circular device can measure 360 degrees of the pipeline, the mobile platform ensures the rapid and convenient measurement of different positions of the pipeline, and the PMMA pipe section on the pipeline can visualize the two-phase flow pattern. The invention can truly reflect the void fraction of gas-liquid two-phase flow in the pipeline, and has important practical application value for the monitoring of multi-flow system.

【技术实现步骤摘要】
利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置及方法
本专利技术属于多相流测试
，具体涉及利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置及方法。
技术介绍
气液两相流动的空泡份额会直接影响到核动力装置的流动传热特性，是核反应堆热工水力研究重点之一。而且反应堆冷却剂的空泡份额还会影响反应堆的操控，因此，空泡份额的测量对核反应堆的安全运行有着重要的意义。影响空泡份额的因素很多，其中流型是很重要的一个因素，在不区分流型的情况下很难选择合适的计算空泡份额的模型。空泡份额的测量除较新颖的光学探针测量方法外比较常用的技术为可视化技术或者射线衰减技术，但是可视化方法的缺点是没有精确的分类标准，另外拍摄的图像也常常令人困惑且难以说明。而只使用射线衰减方法对空泡份额进行研究时，对影响最大的因素流型又无法分析。所以，单纯的一种测量方法都缺乏对比。射线衰减技术利用X或γ射线通过气相和液相时衰减规律的不同来推断流体的空泡份额。这种方法响应速度快，准确度高，是快速可靠测量气液两相流体空泡份额的有效方法。目前利用射线测量气液两相流空泡份额的方法存在各种不足，且无法与可视化结合有效结合起来。例如，文献(沙宏玮,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：包括固定台架(2)，可旋转的设置在固定台架(2)上的环状装置(4)，环状装置(4)内部穿过待测管道(5)，环状装置(4)能够以待测管道(5)轴线为中心旋转；环状装置(4)一侧固定有随环状装置(4)旋转的放射源铅罐(1)，另一侧固定有随环状装置(4)旋转的γ射线探测器(3)，γ射线探测器(3)属于计数器系统的一部分，计数器系统还包括与γ射线探测器(3)连接的数字成型能谱仪主机和仪器供电电源；放射源铅罐(1)中间有一个准直孔，使得γ射线通过准直孔射出，穿过待测管道(5)抵达γ射线探测器(3)；所述固定台架(2)放置在带滑轮(7)的移动平...

【技术特征摘要】
1.利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：包括固定台架(2)，可旋转的设置在固定台架(2)上的环状装置(4)，环状装置(4)内部穿过待测管道(5)，环状装置(4)能够以待测管道(5)轴线为中心旋转；环状装置(4)一侧固定有随环状装置(4)旋转的放射源铅罐(1)，另一侧固定有随环状装置(4)旋转的γ射线探测器(3)，γ射线探测器(3)属于计数器系统的一部分，计数器系统还包括与γ射线探测器(3)连接的数字成型能谱仪主机和仪器供电电源；放射源铅罐(1)中间有一个准直孔，使得γ射线通过准直孔射出，穿过待测管道(5)抵达γ射线探测器(3)；所述固定台架(2)放置在带滑轮(7)的移动平台(6)上，能在与待测管道(5)平行的导轨(8)上滑行，测量待测管道(5)轴向不同位置的两相流体的空泡份额；待测管道(5)测量处前即来流的上游方向有一段有机玻璃管段(9)，便于对待测管道(5)的两相流体的构型进行拍摄。2.根据权利要求1所述的利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：所述固定台架(2)主要由两个矩形对称板组成，上面有开口以放置环状装置(4)和供待测管道(5)穿过；固定台架(2)开口圆的半径与环状装置(4)外径相同，环状装置(4)长度与构成台架(2)的两个矩形对称板相隔距离相同。3.根据权利要求1所述的利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：所述环状装置(4)上端有一开口，供待测管道(5)穿过。4.利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：所述环状装置(4)上有用于标记旋转角度的圆形标记物。5.利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置，其特征在于：所述放射源铅罐(1)和γ射线探测器(3)利用环形装置(4)上的焊接短管靠胶带固定在环状装置(4)上。6.权利要求1至5任一项所述的利用γ射线与可视化结合测量流体空泡份额的装置的测量方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：搭建好所述装置，在对具体待测管道空泡份额测量之前...

【专利技术属性】
技术研发人员：田文喜，张魁，刘志鹏，张亚培，苏光辉，秋穗正，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61