[发明专利]一种高温熔化物速度测量系统及方法

权利要求书

1.一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：包括可调电阻(2)、电源(1)和测量系统开关(10)依次相连组成的信号回路干路，控制和调节信号的采集；电源(1)正极与测量系统开关(10)相连，控制高温熔化物速度测量系统的启动与停止；电源(1)负极与可调电阻(2)相连；和信号回路干路连接的信号探测支路，信号探测支路的数目n+1由所需要测量熔化物速度的空间位置点数n决定，每条支路上依次设置有与测量系统开关(10)连接的信号负载(11)、正极导线(9)、正极不锈钢丝金属导线(7)、探测金属丝(6)、负极不锈钢丝金属导线(5)和负极导线(3)，负极导线(3)连接可调电阻(2)；其中正极不锈钢丝金属导线(7)、探测金属丝(6)、负极不锈钢丝金属导线(5)位于高温熔化物密闭容器内，探测金属丝(6)布置在高温熔化物流动轨迹的指定位置处，正极不锈钢丝金属导线(7)和负极不锈钢丝金属导线(5)作为探测金属丝(6)的延长导线；所述信号负载(11)两端的正极信号采集端(13)和负极信号采集端(12)连接同步高频数据采集系统(14)，同步高频数据采集系统(14)通过信号传输电缆(15)连接PC终端(16)；信号负载(11)的输出信号经由同步高频数据采集系统(14)进行采集和处理，并通过信号传输电缆(15)将采集信号传递到PC终端(16)进行显示、记录和数据处理，基于高温熔化物可将探测金属丝(6)熔化，导致信号负载(11)的电压信号发生突变，根据突变时刻间隔及探测金属丝(6)的空间距离，对高温熔化物的速度测量。

2.根据权利要求1所述的一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：所述负极不锈钢丝金属导线(5)和正极不锈钢丝金属导线(7)在贯穿高温熔化物密闭容器时，采用负极密封装置(4)和正极密封装置(8)进行安装；负极不锈钢丝金属导线(5)和正极不锈钢丝金属导线(7)采用分隔板进行固定和隔离，避免相互接触导致信号混淆。

3.根据权利要求1所述的一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：所述探测金属丝(6)为该系统每个支路上的关键元件，探测金属丝(6)的间距为3.0mm，能够根据高温熔化物速度测量的精度要求进行调整，并与数据采集系统的采样频率相匹配；探测金属丝(6)的直径为1.0mm，避免高温熔化物未流动至此已经熔断或流动至此没有瞬间熔断；探测金属丝(6)的熔点高于其工作的环境温度，采用铝丝。

4.根据权利要求1所述的一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：所述信号负载(11)的阻值为1kΩ，其两端分别通过负极信号采集端(12)和正极信号采集端(13)将其电压信号传输于同步高频数据采集系统(14)。

5.根据权利要求1所述的一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：所述同步高频数据采集系统(14)采样频率为200kS/s，即信号采样时间间隔为2μs；探测金属丝(6)的间距为3.0mm，则该速度测量系统测量高温熔化物的速度高达600m/s；该测量系统的测量精度及最大测速范围取决于探测金属丝(6)的间距和同步高频数据采集系统(14)的采样频率。

6.根据权利要求1所述的一种高温熔化物速度测量系统，其特征在于：所述电源(1)为20V的恒压电源，可调电阻(2)的最大阻值为2kΩ，输出阻值根据支路数目进行调节，保证输出的电压信号处于可识别和采集的±5V区间内。

7.权利要求1至6任一项所述的高温熔化物速度测量系统的测量方法，其特征在于：测量系统开关(10)接通后，调节可调电阻(2)，使得正极信号采集端(13)和负极信号采集端(12)之间的电压信号处于±5V以内，同时开启同步高频数据采集系统(14)，进行信号的采集和记录；在高温熔化物流动过程中，布置在其流动轨迹上的探测金属丝(6)依次熔化，在探测金属丝(6)熔断的时刻，信号探测支路立即变为断路状态，导致探测金属丝(6)熔断的信号探测支路上输出的电压信号突变为0；同步高频数据采集系统(14)记录的信号突变时刻，即为高温熔化物流至此位置的时刻，依次记录高温熔化物流至每根探测金属丝(6)的时刻，根据速度与位移和时间的关系，从而得到高温熔化物的速度。