本发明专利技术公开了一种流速测量装置和测量方法及其在并联多通道中的应用，该流速测量装置包括至少两组测量探头、示踪剂加载模块和电导率测量模块；所述测量探头设置于待测流速管道内，位于距离所述待测流速管道的进口端≥0.5倍管道长度处；所述测量探头与所述电导率测量模块连接；所述电导率测量模块的主处理器为ARM芯片；所述示踪剂加载模块包括示踪剂注入端和搅浑腔室；所述示踪剂注入端与所述搅浑腔室依次设置，且设于所述流速测量装置的待测流体的进口腔室的上游管道上。本发明专利技术的流速测量装置可实现对密集分布地并联多通道内的流速进行同步测量，进一步地，本发明专利技术的装置测量结果准确、测量效率高、结构简单。结构简单。结构简单。
【技术实现步骤摘要】
一种流速测量装置和测量方法及其在并联多通道中的应用
[0001]本专利技术涉及一种流速测量装置和测量方法及其在并联多通道中的应用。
技术介绍
[0002]液态燃料熔盐核反应堆堆芯流体区域和管壳式换热器管侧流体区域均主要包括进口腔室01、出口腔室02和若干并联中间通道03，结构示意图如图1所示。流体首先从进口流入进口腔室01，其次流体以不同的流量分布进入中间通道03，然后流体从中间通道03的出口流出，最后在出口腔室02混合后从出口流出。
[0003]在这些流体区域的功能设计中，流体流经中间通道03的主要目的是进行热量的转移，其中影响热量转移的最主要因素是通道内流体的流速。鉴于不同通道内热量转移的需求存在较大差异，流量分布的不合理将会导致热量转移不足而产生温度热点等问题，因此，流体流经不同通道时的流量分布对于热量转移效率和生产安全至关重要。此外，针对于高熔点流体，若流量过低会导致通道过度冷却，使流体温度低于熔点从而在管道内发生凝固甚至冻堵。因此，出于热量转移效和安全的考虑，对于此类涉及并联多通道流体结构的设计必须开展相关的通道内流量分配设计验证。
[0004]考虑到无法对上述原型结构进行直接地流量测量，此类多通道结构内的流量分配设计验证方式主要为仿真分析验证和模型试验验证等方式，其中模型试验是获取原型内部水力特性最直接、有效的途径，为方便试验的开展，模型试验中流体介质一般采用常温液态水等常规流体，通过相似关系分析，可以确定模型结构和试验的相关参数，经过模型试验得到的流量分布可以很好的反映原型结构的流量分布。
[0005]此类依据原型结构开展的模型试验中通道内的流体流速一般较小，流动压损较小(几帕～几百帕)。常规接入式流量计的引入通常会导致较大的压损，改变此类原型结构下的流体水力特性。此外，由于并联的通道数量较大，通道间的距离较小，二维分布比较密集，无法为一些非接触式流量计提供安装空间；进一步地，由于通道数量较多，同步测量对常规流量计数量要求较高，成本较大。因此，常规流量测量仪表无法满足并联多通道的模型试验装置的流量同步测量需求。
[0006]在其他流量测试方面，CN104265276公开了一种基于电阻率示踪剂的流量测量方法和流量计，其通过示踪剂影响探头接收的信号，并对信号进行处理获取时间差，进而得到流速和流量，该流量计包括中空导管、示踪剂释放器、由激励电极和测量电极组成的电阻率探头组以及处理电路和地面系统。该流量计主要适用于油井或水井等大管径单通道的流量测试；其处理电路包括微处理单元、D/A转换器，激励驱动单元、变压器、前级处理单元、差分放大单元、全波整流单元、A/D转换器以及模式选择单元等多个模块，还需要通过电缆连接到地面系统，所以装置比较复杂；其未公开测量结果相关的数据，此外，其未提及关于流量计对流体流场的影响方面的内容，因此该测量装置的灵敏性和测量结果的准确性还有待商榷。
技术实现思路
[0007]本专利技术所要解决的技术问题是为了克服现有技术中流体流量测量装置无法实现对密集分布地并联多通道内的流体流量进行同步测量、对流体流场造成扰动、装置结构复杂等问题，提供了一种流速测量装置和测量方法及其在并联多通道中的应用。本专利技术采用电导液示踪的流速测量方法来实现并联多通道内流速的同步测量，进一步地，本专利技术的装置测量结果准确、测量效率高、结构简单。
[0008]本专利技术是通过以下技术方案来解决上述技术问题：
[0009]本专利技术提供一种流速测量装置，其包括至少两组测量探头、示踪剂加载模块和电导率测量模块；
[0010]所述测量探头设置于待测流速管道内，位于距离所述待测流速管道的进口端≥0.5倍管道长度处；
[0011]所述测量探头与所述电导率测量模块连接；
[0012]所述电导率测量模块的主处理器为ARM芯片；
[0013]所述示踪剂加载模块包括示踪剂注入端和搅浑腔室；所述示踪剂注入端与所述搅浑腔室依次设置，且设于所述流速测量装置的待测流体的进口腔室的上游管道上。
[0014]本专利技术中，较佳地，所述测量探头包括两根平行设置的电极丝，所述电极丝所在的平面与所述待测流速管道的横截面平行。
[0015]较佳地，两根所述电极丝之间的距离为2～5mm。
[0016]较佳地，所述电极丝的直径为0.1～0.3mm。
[0017]所述电极丝的材料可为本领域常规，一般地为高机械强度导电体，较佳地为不锈钢丝。
[0018]选取上述优选直径范围的电极丝以及机械强度高的电极丝，可有效减少电极丝本身及其尺寸对通道内流场的影响，从而提高测量的准确性、灵敏性和抗扰动性。
[0019]本专利技术中，所述测量探头设于距离所述待测流速管道的进口端≥0.5倍管道长度的位置。这有利于避免通道入口效应，减少测量误差。
[0020]本专利技术中，较佳地，相邻的所述测量探头之间的距离为所述待测流速管道的长度的0.2～0.5倍，例如为0.25倍。
[0021]所述测量探头用于将示踪剂的流动信号转化为电信号，通过捕捉所述电极丝间的电导率变化信号以及测量示踪剂流过特定距离所需的时间，可反推出所述待测流速管道内流体的局部流速。
[0022]本专利技术中，所述待测流速管道的材质可为本领域常规的非导电材质。较佳地，所述待测流速管道的材质为聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或有机玻璃(PMMA)。更佳地为有机玻璃(PMMA)。所述有机玻璃具有较好的透视性，方便所述电极丝的安装；连接方式灵活、拆卸方便；强度满足试验需求，可承受一定的压力。
[0023]本领域技术人员知晓根据流速测试结果的测量精度选择所述待测流速管道的管径。较佳地，所述待测流速管道的内径小于15cm。
[0024]本专利技术中，所述示踪剂注入端可为本领域常规。较佳地，所述示踪剂注入端为泵和/或注射器。所述示踪剂注入端用于定量并间歇地加载示踪剂。
[0025]较佳地，在测量单通道的所述待测流速管道的流速时，所述示踪剂注入端为计量
泵、蠕动泵或注射器。
[0026]较佳地，在测量多通道的所述待测流速管道的流速时，所述示踪剂注入端为小流量水泵。
[0027]本专利技术中，所述搅浑腔室可为现有的混合装置。
[0028]较佳地，所述搅浑腔室为泵和/或流量计。所述搅浑室用于将示踪剂与通过所述待测流速管道内的流体混合均匀。
[0029]本专利技术中，所述电导率测量模块可为本领域常规，例如为市售的电导率测试仪。较佳地，所述电导率测量模块为电导率输出卡。
[0030]所述电导率输出卡可为现有的电导率输出卡。
[0031]本领域技术人员知晓如何根据需求调整电导率输出卡的各参数。例如，针对所述待测流速管道内流体和示踪剂的电导测量特点和其他需求，规划电导率输出卡，设计内容中的硬件包括芯片选择和电源选择等；软件包括激励信号周期切换控制、采样同步控制、信号滤波算法、电导率计算等。
[0032]本专利技术中，所述电导率输出卡一般用于获得所述测量探头的电导率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种流速测量装置，其特征在于，其包括至少两组测量探头、示踪剂加载模块和电导率测量模块；所述测量探头设置于待测流速管道内，位于距离所述待测流速管道的进口端≥0.5倍管道长度处；所述测量探头与所述电导率测量模块连接；所述电导率测量模块的主处理器为ARM芯片；所述示踪剂加载模块包括示踪剂注入端和搅浑腔室；所述示踪剂注入端与所述搅浑腔室依次设置，且设于所述流速测量装置的待测流体的进口腔室的上游管道上。2.如权利要求1所述的流速测量装置，其特征在于，相邻的所述测量探头之间的距离为所述待测流速管道的长度的0.2～0.5倍，例如为0.25倍。3.如权利要求1所述的流速测量装置，其特征在于，所述测量探头包括两根平行设置的电极丝，所述电极丝所在的平面与所述待测流速管道的横截面平行；两根所述电极丝之间的距离为2～5mm；所述电极丝的直径为0.1～0.3mm；所述电极丝的材料为不锈钢丝。4.如权利要求1所述的流速测量装置，其特征在于，所述待测流速管道的材质为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯或有机玻璃；所述待测流速管道的材质较佳地为有机玻璃；所述待测流速管道的内径小于15cm。5.如权利要求1所述的流速测量装置，其特征在于，所述示踪剂注入端为泵和/或注射器；和/或，所述搅浑腔室为泵和/或流量计；和/或，所述电导率测量模块为电导率输出卡。6.一种流速测量方法，其采用如权利要求1～5中任一项所述的流速测量装置，包括如下步骤：(1)标...
【专利技术属性】
技术研发人员：田健，周翀，邹杨，黄国庆，赖伟，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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