[发明专利]一种高温熔化物速度测量系统及方法

说明书

一种高温熔化物速度测量系统及方法，该系统包括电源、开关、可调电阻、信号负载、探测金属丝、高频数据采集系统、PC终端以及信号传输线缆；其中信号支路数目由所需要测量熔化物速度的空间位置点数决定，可调电阻的阻值根据支路数目调节以保证每个支路上负载电阻的电压处于可识别采集的范围内；通过同步高频数据采集系统将信号负载的电压信号进行采集和处理，并传输于PC终端显示和记录；基于高温熔化物可将探测金属丝熔化，导致信号负载的电压信号发生突变；根据突变时刻间隔及探测金属丝空间距离，测量高温熔化物的速度；该系统及方法在测量过程中对高温熔化物流动的干扰和影响较小，可以有效地对高温熔化物的速度进行测量。

技术领域

本发明涉及流体速度测量的技术领域，具体涉及一种高温熔化物速度测量系统及方法。

背景技术

高温的熔化物因其温度极高并具有极大的腐蚀特性，传统的速度测量仪器因其测量原理的限制难以应用于高温环境中。非接触式测量，如采用图像处理技术或射线测量技术，由于需要对高温熔化物进行拍照，镜头或放射源与高温熔化物之间必须无障碍物或可穿透，但是在高温环境下开设透窗可能导致透窗爆裂或密封效果不佳，因此在高温环境或复杂结构中难以开设透窗利用图像处理技术进行高温熔化物速度的测量；其他接触式测量仪器所采用的材料和电子元器件在高温和腐蚀环境下完全失效，无法对高温熔化物的速度进行测量。截止目前未有合适的高温熔化物速度测量装置能够应用于高温环境和复杂结构中的高温熔化物进行速度测量。

例如，中国专利CN201310172253，公开了一种二维瞬时流动速度场的测量，包括激光器、透镜组、隔行扫描CCD3、计算机和柱面镜，其特征在于：在待测流体中加入示踪粒子，在光源下形成散射斑点，利用隔行扫描CCD传感器拍摄两场图像，并在计算机中根据相关的图像处理技术获取二维速度场。该发明并不能满足高温环境下流体速度测量的要求。

例如，中国专利CN201080001561，公开了流体的压力和速度的组合测量工具和方法，利用多孔压力探头和一维热线风速仪来测量流场的压力和三维瞬态速度的装置和方法。首先通过多孔压力探头测量流场中各个测量点的压力和流动方向，然后用一维热线探头在各个测量点沿当地流动方向测量瞬时速度，最终获得全流场的压力和三维瞬态速度。但是该发明在极高温度下压力探头和热线探头损坏以及电子元器件失效，无法在高温流体压力和速度的测量中使用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种高温熔化物速度测量系统及方法，可以有效地测量任何高温液体物质在垂直或水平方向流动的速度，测量精度较高，应用范围较广。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高温熔化物速度测量系统，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。