[发明专利]基于电磁感应原理测量高温液态金属流速的方法及装置

权利要求书

1.一种基于电磁感应原理测量高温液态金属流速的方法，其特征在于，所述方法包括：

测量待测液态金属的表面温度；

根据测量装置中磁场发生装置的特征参数、所述待测液态金属的表面温度和待测液态金属的表面覆盖层材料确定所述磁场发生装置与所述待测液态金属间的垂直距离，并根据所述垂直距离设定所述测量装置的设置位置；

基于所述磁场发生装置与流动的所述待测液态金属间的电磁感应，所述磁场发生装置受到与所述待测液态金属的流向相同方向的第一作用力，并通过所述测量装置的微小力传输组件传输到所述测量装置的传感器，将所述第一作用力转换为第一电信号；

测量装置中的数据处理模块对采样得到的第一电信号进行实时的信号滤波和放大处理，通过逻辑计算得到所述待测液态金属的实时流速；

其中所述逻辑计算具体为：F_m＝KσνB₀²；其中，F_m为第一作用力，K为测量装置校准系数，σ为待测液态金属的电导率，B₀为磁场相对于金属液的渗透深度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述B₀根据磁场发生装置的特征参数和所述磁场发生装置与所述待测液态金属间的垂直距离来确定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述测量装置，或者，对所述磁场发生装置、传感器、微小力传输组件进行热屏蔽或热保护，以使所述测量装置，或者，使所述磁场发生装置、传感器、微小力传输组件处于工作温度范围内。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述磁场发生装置与所述待测液态金属间的垂直距离，满足所述磁场发生装置在所述待测液态金属的局部区域的磁感应强度不小于磁体表面剩磁的10％。

5.一种用以实现上述权利要求1-4任一所述的基于电磁感应原理测量高温液态金属流速的方法的测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：磁场发生装置、传感器、微小力传输组件、数据处理模块和支撑定位模块；

所述磁场发生装置设置在所述微小力传输组件的底端；

所述传感器设置在所述支撑定位模块上，并与所述微小力传输组件的微小力输出端相接设，将来自所述微小力输出端信号通过所述传感器转换为电信号；

所述数据处理模块与所述传感器相连接，对所述电信号进行实时的信号滤波和放大处理，通过逻辑计算得到待测液态金属的实时流速；

所述微小力传输组件架设在所述支撑定位模块中，通过所述支撑定位模块调整所述微小力传输组件相对于待测液态金属间的位置。

6.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述支撑定位模块具体包括：装置外壳、支撑组件、横梁和吊耳；

所述支撑组件设置在所述装置外壳内；

所述横梁架设在所述支撑组件中，所述横梁用于架设所述微小力传输组件；

所述吊耳设置在所述装置外壳上，用于连接外部的三维移动机构，使所述测量装置的位置随所述三维移动机构的调整而移动。

7.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述微小力传输组件具体包括：摆杆轴、摆杆和链接杆；

所述摆杆的底端固定有所述磁场发生装置；

所述摆杆的顶端与所述横梁通过所述摆杆轴相连接，使得所述磁场发生装置在受到电磁感应产生的作用力时，所述摆杆因所述作用力产生环绕所述摆杆轴的轴向方向的运动；

所述链接杆与所述摆杆设置固定链接，所述链接杆的顶端为所述微小力输出端。

8.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述传感器具体为测量精度在μN～mN量级的力传感器。

9.根据权利要求5所述的测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括隔热模块，用于对所述磁场发生装置、传感器、微小力传输组件进行热屏蔽或热保护。

10.根据权利要求9所述的测量装置，其特征在于，所述隔热模块具体由：导热系数为0.04～0.2W/m·K的材料填充构成或者，由水冷或气冷的导热系统构成。